Java之线程池
一、浩言
努力、努力、努力！！！
二、内容
2.1）、固定参数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
- corePoolSize：指定了线程池中的线程数量。
- maximumPoolSize：指定了线程池中的最大线程数量。
- keepAliveTime：当前线程池数量超过corePoolSize时，多余的空闲线程存活时间，即，超过corePoolSize的空闲线程，在多长时间内会被销毁。
- unit：keepAliveTime的单位。
- workQueue:任务队列，被提交但尚未被执行的任务。
- threadFactory：线程工厂，用于创建线程，一般用默认的即可。
- handler：拒绝策略。当任务太多来不及处理，如何拒绝任务。
对于任务队列可以分为以下几种
-
直接提交的队列：该功能由SynchronousQueue对象提供，SynchronizedQueue是一个特殊的BlockingQueue。SynchronousQueue没有容量，每一个插入操作都要等待一个相应的删除操作，反之每一个删除操作都要等待对应的插入。SynchronizedQueue不保存任务，它总是将任务提交给线程执行，如果没有空闲的线程，则尝试创建新的线程，如果线程数量已经达到最大值，则执行拒绝策略。
-
有界的队列：有界的任务队列可以使用ArrayBlockingQueue实现。ArrayBlockingQueue的构造函数必须带一个容量参数，表示该队列的最大容量；当使用有界的任务队列时，若有新的任务需要执行，如果线程池的实际线程数量小于corePoolSize，则会优先创建新的线程，若大雨corePoolSize，则会将新的任务加入等待队列。若等待队列已满，无法加入，则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下，创建新的线程执行任务。若大于maximumPoolSize，则执行拒绝策略；所以，有界队列当任务队列装满时，才可能将线程数量提升到corePoolSize以上。
-
无界的队列：无界的任务队列使用LinkedBlockingQueue类实现，与有界队列相比，除非系统资源耗尽，否则无界的任务队列不存在任务入队失败的情况，当有新的任务到来，系统的线程数小于corePoolSize时，线程池会生成新的线程执行任务，但当系统的线程数到达corePoolSize后，就不会继续增加。若后续仍有新的任务加入，而又没有空闲的线程资源，则任务直接进入队列等待，若任务创建和处理的速度差异很大，无界队列会保持快速增长，直到耗尽系统内存。
-
优先任务队列：优先任务队列是带有执行优先级的队列，它通过PriorityBlockingQueue实现，可以控制任务的执行先后顺序，是一个特殊的无界队列。无论是有界队列ArrayBlockingQueue，还是无界队列LinkedBlockingQueue都是按照先进先出算法处理任务的。而PriorityBlockingQueue则可以根据任务自身的优先级顺序先后执行，在确保系统性能的同时，也能有很好的质量保证
2.2）、相关线程说明
2.2.1）、固定线程数-newFixedThreadPool
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory);
newFixedThreadPool使用了固定数量达线程数，队列使用了无界的LinkedBlockingQueue队列，因此，线程数据不存在变化，在到达固定线程后，新来的线程都放入队列，如果新加入的线程很多，则会一直加入队列，直到系统资源耗尽。
2.2.2）、单列线程池-newSingleThreadScheduledExecutor
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory));
}
newSingleThreadExecutor和newFixedThreadPool差不多，只是newSingleThreadExecutor固定一个线程。
2.2.3）、可缓存线程-newCachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>(),
threadFactory);
}
newCachedThreadPool中的corePoolSize为0，而maximumPoolSize无穷达的线程池，这说明在没有任务的时候线程池中的线程数为0;当有任务提交的时候，该线程池会使用空闲的线程执行任务。若无空闲线程，则将任务加入到SynchronousQueue，SynchronousQueue是一种提交队列，当入队一个线程后会阻塞，一直等到被take后，才会存放下一个线程，因此，它总是会迫使线程池中增加新的线程执行任务。当任务执行完毕后，空闲的线程会在指定的时间内被回收。当有很多大量线程被提交，任务执行不够快时，会开启等量的线程，这样会耗尽系统的资源。
2.3）、拒绝策略
- AbortPolicy策略：该策略直接抛出异常，阻止系统正常允许。
- CallerRunsPolicy策略：只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中，运行当前被丢弃的任务。
- DiscardOledestPolicy策略：该策略将丢弃最老的一个请求，也就是即将被执行的一个任务，并尝试再次提交当前任务。
- DiscardPolicy策略：该策略默默地丢弃无法处理的任务，不予任何处理。
三、线程池ThreadPoolExecutor状态
源码中的注释解释如下：
RUNNING: Accept new tasks and process queued tasks
运行中：接收新的任务并且处理已经入队的任务
SHUTDOWN: Don't accept new tasks, but process queued tasks
关闭：不接收新的任务，但是处理已经入队的任务
STOP: Don't accept new tasks, don't process queued tasks,and interrupt in-progress tasks
停止：不接收新的任务，不处理已经入队的任务，并且中断进行中的任务
TIDYING: All tasks have terminated, workerCount is zero, the thread transitioning to state TIDYING will run the
terminated() hook method
整理：所有任务已经执行完成，workerCount大小是0，线程状态切到TIDYING ，将会运行 terminated() 回调方法
TERMINATED: terminated() has completed
完成，terminated() 执行完成
源码
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;
// runState is stored in the high-order bits
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;
private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;
private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;
private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;
private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;
// Packing and unpacking ctl
private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }
private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }
其中ctl属性是控制状态，它有两层概念：
workerCount, indicating the effective number of threads
runState, indicating whether running, shutting down etc
workCount:有效的线程数量
runState:当前线程池的状态
ctl中有29位来表示workerCount，3位来表示当前线程池的状态。
对于这里的位运算我还是没弄清楚，我自己尝试打印了下相关变量数据，但是觉得并没有什么用，具体计算还是位运算。
四、问答
1）问：当线程数达到coreSize后，没有请求后，coreSize个线程会被回收么？怎么回收coreSize的线程
首先，不会回收coreSize的线程；keepAliveTime是针对coreSize < n < maximumPoolSize的线程，空闲超过这个时间就会被回收超过coreSize的线程数量；
如果想要回收coreSize的线程数量，可以设置ThreadPoolExecutor属性allowCoreThreadTimeOut，源码中如下：
/**
* If false (default), core threads stay alive even when idle.
* If true, core threads use keepAliveTime to time out waiting
* for work.
*/
private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut;
