一篇文章搞清楚Java线程池！知识点整理及经典面试题剖析，必看！
1、什么是线程池
线程池的基本思想是一种对象池，在程序启动时就开辟一块内存空间，里面存放了众多(未死亡)的线程，池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时，从池中取一个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。
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减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
运用线程池能有效的控制线程最大并发数，可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。
对线程进行一些简单的管理，比如：延时执行、定时循环执行的策略等，运用线程池都能进行很好的实现
一个线程池包括以下四个基本组成部分：
线程池管理器（ThreadPool）：用于创建并管理线程池，包括 创建线程池，销毁线程池，添加新任务；
工作线程（WorkThread）：线程池中线程，在没有任务时处于等待状态，可以循环的执行任务；
任务接口（Task）：每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完后的收尾工作，任务的执行状态等；
任务队列（taskQueue）：用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。
参数的设置跟系统的负载有直接的关系，下面为系统负载的相关参数：
tasks，每秒需要处理的的任务数（针对系统需求）
threadtasks，每个线程每钞可处理任务数（针对线程本身）
responsetime，系统允许任务最大的响应时间，比如每个任务的响应时间不得超过2秒。
系统每秒有tasks个任务需要处理理，则每个线程每钞可处理threadtasks个任务。，则需要的线程数为：tasks/threadtasks，即tasks/threadtasks个线程数。
假设系统每秒任务数为100 ~ 1000，每个线程每钞可处理10个任务，则需要100 / 10至1000 / 10，即10 ~ 100个线程。那么corePoolSize应该设置为大于10，具体数字最好根据8020原则，因为系统每秒任务数为100 ~ 1000，即80%情况下系统每秒任务数小于1000 * 20% = 200，则corePoolSize可设置为200 / 10 = 20。
任务队列的长度要根据核心线程数，以及系统对任务响应时间的要求有关。队列长度可以设置为 所有核心线程每秒处理任务数 * 每个任务响应时间 = 每秒任务总响应时间 ，即(corePoolSize*threadtasks)responsetime： (2010)*2=400，即队列长度可设置为400。
当系统负载达到最大值时，核心线程数已无法按时处理完所有任务，这时就需要增加线程。每秒200个任务需要20个线程，那么当每秒达到1000个任务时，则需要（tasks - queueCapacity）/ threadtasks 即(1000-400)/10，即60个线程，可将maxPoolSize设置为60。
队列长度设置过大，会导致任务响应时间过长，切忌以下写法：
LinkedBlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue();
这实际上是将队列长度设置为Integer.MAX_VALUE，将会导致线程数量永远为corePoolSize，再也不会增加，当任务数量陡增时，任务响应时间也将随之陡增。
当负载降低时，可减少线程数量，当线程的空闲时间超过keepAliveTime，会自动释放线程资源。默认情况下线程池停止多余的线程并最少会保持corePoolSize个线程。
默认情况下核心线程不会退出，可通过将该参数设置为true，让核心线程也退出。
一般说来，大家认为线程池的大小经验值应该这样设置：（其中N为CPU的个数）
如果是CPU密集型应用，则线程池大小设置为N+1
如果是IO密集型应用，则线程池大小设置为2N+1
线程池的初始化状态是RUNNING，能够接收新任务，以及对已添加的任务进行处理。
线程池处在SHUTDOWN状态时，不接收新任务，但能处理已添加的任务。 调用线程池的shutdown()接口时，线程池由RUNNING -> SHUTDOWN。
线程池处在STOP状态时，不接收新任务，不处理已添加的任务，并且会中断正在处理的任务。 调用线程池的shutdownNow()接口时，线程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP。
当所有的任务已终止，ctl记录的”任务数量”为0，线程池会变为TIDYING状态。当线程池变为TIDYING状态时，会执行钩子函数terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空的，若用户想在线程池变为TIDYING时，进行相应的处理；可以通过重载terminated()函数来实现。
当线程池在SHUTDOWN状态下，阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时，就会由 SHUTDOWN -> TIDYING。
当线程池在STOP状态下，线程池中执行的任务为空时，就会由STOP -> TIDYING。 线程池彻底终止，就变成TERMINATED状态。线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated()之后，就会由 TIDYING -> TERMINATED。
线程池提供两种关闭线程池方法：shutDown()和shutdownNow()
当线程池调用该方法时,线程池的状态则立刻变成SHUTDOWN状态。此时，则不能再往线程池中添加任何任务，否则将会抛出RejectedExecutionException异常。但是，此时线程池不会立刻退出，直到添加到线程池中的任务都已经处理完成，才会退出。
根据JDK文档描述，大致意思是：执行该方法，线程池的状态立刻变成STOP状态，并试图停止所有正在执行的线程，不再处理还在池队列中等待的任务，当然，它会返回那些未执行的任务。
它试图终止线程的方法是通过调用Thread.interrupt()方法来实现的，但是大家知道，这种方法的作用有限，如果线程中没有sleep、wait、Condition、定时锁等应用, interrupt()方法是无法中断当前的线程的。所以，ShutdownNow()并不代表线程池就一定立即就能退出，它可能必须要等待所有正在执行的任务都执行完成了才能退出。
线程池线程数可以设置为CPU核数+1，减少线程上下文的切换
这个需要判断执行时间是耗在哪个地方
假如是业务时间长集中在IO操作上，也就是IO密集型的任务，因为IO操作并不占用CPU，所以不要让所有的CPU闲下来，可以适当加大线程池中的线程数目（2 * CPU核数），让CPU处理更多的业务。
假如是业务时间长集中在计算操作上，也就是CPU密集型任务，和（1）CPU核数+1 一样吧，线程池中的线程数设置得少一些，减少线程上下文的切换
解决这种类型任务的关键不在于线程池而在于整体架构的设计
这样的处理方式更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险
newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor
上面两个主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存，甚至OOM
newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool
上面两个主要问题是最大线程数是Integer.MAX_VALUE，可能会创建数量非常多的线程，甚至OOM。
通过阻塞队列poll()，让线程阻塞等待一段时间，如果没有取到任务，则线程死亡
for (;;) {
try {
Runnable r = timed ?
workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
workQueue.take();
if (r != null)
return r;
timedOut = true;
} catch (InterruptedException retry) {
timedOut = false;
}
}
}
在死循环中工作队列workQueue会一直去拿任务:
核心线程的会一直卡在 workQueue.take()方法，让线程一直等待，直到获取到任务，然后返回。
非核心线程会 workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) ，如果超时还没有拿到，下一次循环判断compareAndDecrementWorkerCount就会返回null,Worker对象的run()方法循环体的判断为null,任务结束，然后线程被系统回收。
通过阻塞队列take()，让线程一直等待，直到获取到任务
将allowCoreThreadTimeOut设置为true。可用下面代码实验
{
// 允许释放核心线程，等待时间为100毫秒
es.allowCoreThreadTimeOut(true);
for(......){
// 向线程池里添加任务，任务内容为打印当前线程池线程数
Thread.currentThread().sleep(200);
}
}
线程数会一直为1。 如果allowCoreThreadTimeOut为false，线程数会逐渐达到饱和，然后大家一起阻塞等待。
线程池不区分核心线程于非核心线程，只是根据当前线程池容量状态做不同的处理来进行调整，因此看起来像是有核心线程于非核心线程，实际上是满足线程池期望达到的并发状态。
线程执行Worker，Worker不断从阻塞队列里获取任务来执行。。
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