为什么要使用线程池

线程池的优势：
线程池做的工作只要是控制运行的线程数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了最大数量，超出数量的线程排队等候，等其他线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行。

它的主要特点为：线程复用;控制最大并发数;管理线程。

第一：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的销耗。
第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等待线程创建就能立即执行。
第三：提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会销耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

线程池的架构

Java中的线程池是通过Executor框架实现的，该框架中用到了Executor，Executors，ExecutorService，ThreadPoolExecutor这几个类。

线程池的实现

Executors.newFixedThreadPool(int)

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    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }
 
/*newFixedThreadPool创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值是相等的，它使用的是LinkedBlockingQueue*/

特点：执行长期任务性能好，创建一个线程池，一池有N个固定线程。

Executors.newSingleThreadExecutor()

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public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
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                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
 
/*newSingleThreadExecutor 创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值都是1，它使用的是LinkedBlockingQueue*/

特点：一个任务一个任务的执行，一池一线程

Executors.newChachedThreadPool()

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public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}
/*newCachedThreadPool创建的线程池将corePoolSize设置为0，将maximumPoolSize设置为Integer.MAX_VALUE，它使用的是SynchronousQueue，也就是说来了任务就创建线程运行，当线程空闲超过60秒，就销毁线程。*/

特点：执行很多短期的异步任务，线程池根据需要创建新线程，但在先前构建的线程可用时重用它们。

线程池的7大参数

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public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
            null :
            AccessController.getContext();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

ThreadPoolExecutor中的7个参数：

int corePoolSize：线程池中的常驻核心线程数。

int maximumPoolSize：线程池中能够容纳同时执行的最大线程数，此值必须大于1。

long keepAliveTime：多余的空闲线程的存活时间当前池中线程数量超过corePoolSize时，当前空闲时间达到keepAliveTime时，多余线程会被销毁直到只剩下corePoolSize个线程。

TimeUnit unit：keepAliveTime的单位。

BlockingQueue<Runnable> workQueue：任务队列，被提交但尚未被执行的任务。

ThreadFactory threadFactory：表示生成线程池中工作线程的线程工厂，用于创建线程，一般默认即可。

RejectedExecutionHandler handler：拒绝策略，表示当队列满了，并且工作线程大于线程池的最大线程数maximumPoolSize时如歌来拒绝请求执行的runnable的策略。

1、在创建了线程池后，开始等待请求。
2、当调用execute()方法添加一个请求任务时，线程池会做出如下判断：
2.1如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务；
2.2如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，那么将这个任务放入队列；
2.3如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务；
2.4如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize，那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。
3、当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。
4、当一个线程无事可做超过一定的时间keepAliveTime时，线程会判断：
如果当前运行的线程数大于corePoolSize，那么这个线程就被停掉。
所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到corePoolSize的大小。

线程池的拒绝策略

  • AbortPolicy(默认):直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行。
  • CallerRunPolicy：该策略既不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将某些任务回退到调用者，从而降低新任务的流量。
  • DiscardOldestPolicy：抛弃队列中等待最久的任务，然后把当前任务加入队列中尝试再次提交当前任务。
  • DiscardPolicy：该策略默默地丢弃无法处理的任务，不予任何处理也不抛出异常，如果允许任务丢失，这是最好的一种策略。

Fixed、Cached、Singles三种线程池用哪个？

自定义ThreadPoolExecutor

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import java.util.concurrent.*;

/**
 * @Author:Gao
 * @Date:2020-07-25 20:25
 */
public class MyThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                Runtime.getRuntime().availableProcessors() + 1,
                //根据CPU的线程数动态的设置线程池大小
                2L,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        try {
            for (int i = 1; i <= 9; i++) {
                threadPool.execute(() -> {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t");
                });
            }
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        } finally {
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}