JAVA线程池使用分析
线程池在实际开发中应用相当广泛，下面来科普一下。
线程池的优点
1. 减少资源消耗，通过复用线程减少线程的创建与销毁的消耗
2. 提高响应速度，任务到达，线程已经准备好了无需再重新创建
3. 线程的集中管理
线程池工作流程
线程池工作流程展示-1
重点理解该流程，将有助于我们把握线程池的使用
1. 如果当前运行的线程少于corePoolSize，则创建新线程来执行任务（执行这一步骤需要获取全局锁）。
2. 如果运行的线程等于或多于corePoolSize，则将任务加入BlockingQueue。
3. 如果无法将任务加入BlockingQueue（队列已满），则创建新的线程来处理任务（执行这一步骤需要获取全局锁）。
4. 如果创建新线程将使当前运行的线程超出maximumPoolSize，任务将被拒绝，并调用RejectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法。
注意：
1.BlockingQueue不需是有界队列第3点才有作用，因为如果无界队列不会满。而且在实际开发中也应尽量使用有界队列，Why？如果程序异常了，使用有界队列满了，线程达到最大数，顶多只是不再接受任务。但使用无界队列，任务将可能一直堆积，内存占用越来越大，最终拖垮服务器
2.尽可能避免第3点，全局锁很影响性能。所以很多时候我们会看见有直接把corePoolSize和maximumPoolSize设置为相同大小
线程池工作流程展示-2
线程池的创建
创建线程池
new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime,milliseconds,runnableTaskQueue, handler);
参数说明
1. corePoolSize（线程池的基本大小）：当提交一个任务到线程池时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。使用线程池的prestartAllCoreThreads()方法可以提前创建所有基本线程（既corePoolSize个线程）。
2. runnableTaskQueue（任务队列）：用于保存等待执行的任务的阻塞队列。可以选择以下几个阻塞队列。
ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。
LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列。
SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于Linked-BlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列。
3. maximumPoolSize（线程池最大数量）：线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会再创建新的线程执行任务。如果使用了无界的任务队列这个参数就没什么效果。
4. ThreadFactory：用于设置创建线程的工厂，可以通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字。
5. RejectedExecutionHandler（饱和策略）：当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是AbortPolicy，表示无法处理新任务时抛出异常。
在JDK 15中Java线程池框架提供了以下4种策略。
AbortPolicy：直接抛出异常。
CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来运行任务。
DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务。
DiscardPolicy：不处理，丢弃掉。当然，也可以根据应用场景需要来实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略。如记录日志或持久化存储不能处理的任务。
6. keepAliveTime（线程活动保持时间）：线程池的工作线程空闲后，保持存活的时间。如果任务很多，并且每个任务执行的时间比较短，可以调大时间，提高线程的利用率。TimeUnit（线程活动保持时间的单位）：可选的单位有天（DAYS）、小时（HOURS）、分钟（MINUTES）、毫秒（MILLISECONDS）、微秒（MICROSECONDS，千分之一毫秒）和纳秒（NANOSECONDS，千分之一微秒）。
关闭线程池
线程池提供了shutdown或shutdownNow方法来关闭线程池。它们的原理都是遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法终止。但是它们存在一定的区别，shutdownNow首先将线程池的状态设置成STOP，然后尝试停止所有的正在执行或暂停任务线程，并返回等待执行任务的列表，而shutdown只是将线程池的状态设置成SHUTDOWN状态，然后中断所有没有正在执行任务的线程。
摘录了几个网上关于关于shutdown和shutdownNow的几个问题
1、shutdown（）
问：shutdown()有什么功能？
答：阻止新来的任务提交，对已经提交了的任务不会产生任何影响。当已经提交的任务执行完后，它会将那些闲置的线程（idleWorks）进行中断，这个过程是异步的。
问：如何阻止新来的任务提交？
答：通过将线程池的状态改成SHUTDOWN，当再将执行execute提交任务时，如果测试到状态不为RUNNING，则抛出rejectedExecution，从而达到阻止新任务提交的目的。
问：为何对提交的任务不产生任何影响？
答：在调用中断任务的方法时，它会检测workers中的任务，如果worker对应的任务没有中断，并且是空闲线程，它才会去中断。另外的话，workQueue中的值，还是按照一定的逻辑顺序不断的往works中进行输送的，这样一来，就可以保证提交的任务按照线程本身的逻辑执行，不受到影响。
2、shutdownNow()
问：shutdownNow()有什么功能？
答：阻止新来的任务提交，同时会中断当前正在运行的线程，即workers中的线程。另外它还将workQueue中的任务给移除，并将这些任务添加到列表中进行返回。
问：如何阻止新来的任务提交？
答：通过将线程池的状态改成STOP，当再将执行execute提交任务时，如果测试到状态不为RUNNING，则抛出rejectedExecution，从而达到阻止新任务提交的目的.
问：如果我提交的任务代码块中，正在等待某个资源，而这个资源没到，但此时执行shutdownNow()，会出现什么情况？
答：当执行shutdownNow()方法时，如遇已经激活的任务，并且处于阻塞状态时，shutdownNow()会执行1次中断阻塞的操作，此时对应的线程报InterruptedException，如果后续还要等待某个资源，则按正常逻辑等待某个资源的到达。例如，一个线程正在sleep状态中，此时执行shutdownNow()，它向该线程发起interrupt()请求，而sleep()方法遇到有interrupt()请求时，会抛出InterruptedException()，并继续往下执行。在这里要提醒注意的是，在激活的任务中，如果有多个sleep(),该方法只会中断第一个sleep()，而后面的仍然按照正常的执行逻辑进行。
合理地配置线程池
要想合理地配置线程池，就必须首先分析任务特性，可以从以下几个角度来分析。
·任务的性质：CPU密集型任务、IO密集型任务和混合型任务。
·任务的优先级：高、中和低。
·任务的执行时间：长、中和短。
·任务的依赖性：是否依赖其他系统资源，如数据库连接。
性质不同的任务可以用不同规模的线程池分开处理
1. CPU密集型任务应配置尽可能小的线程，如配置Ncpu+1个线程的线程池。
2. IO密集型任务线程并不是一直在执行任务，则应配置尽可能多的线程，如2*Ncpu。
3. 如果是CPU和IO的混合型的任务，将其拆分成一个CPU密集型任务和一个IO密集型任务，只要这两个任务执行的时间相差不是太大，那么分解后执行的吞吐量将高于串行执行的吞吐量。如果这两个任务执行时间相差太大，则没必要进行分解。
4. 优先级不同的任务可以使用优先级队列PriorityBlockingQueue来处理。它可以让优先级高的任务先执行。
注意：可以通过Runtime.getRuntime().availableProcessors()方法获得当前设备的CPU个数。
执行时间不同的任务可以交给不同规模的线程池来处理
1. 可以使用优先级队列，让执行时间短的任务先执行。
2. 如果任务依赖数据库连接池的任务，而线程提交SQL后需要等待数据库返回结果，等待的时间越长，则CPU空闲时间就越长，那么线程数应该设置得越大，这样才能更好地利用CPU。
注：建议使用有界队列。有界队列能增加系统的稳定性和预警能力，可以根据需要预先设大一点
