8.4 线程池

概念

定义：可以看做容纳线程的容器，用于管理线程；

好处：1.减少在创建和销毁线程上所花的时间以及系统资源的开销；

           2.如不使用线程池，有可能造成系统创建大量线程而导致消耗完系统内存以及”过度切换”；

适用场景：适用于并发运行若干个运行时间不长且互不干扰的函数。

                  1.单个任务处理的时间比较短 ；（不是不能作长时间操作，而是不宜，并且还不能控制线程池中线程的开始、挂起、和中止）

                  2.将需处理的任务的数量大 ；

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池化

概念：将资源交给池来管理的这一过程；

特点：1.通常管理昂贵的资源，如连接、线程等；（数据库连接池、线程池）

           2.资源的创建和销毁交给池，调用者不需要关心；

好处：1.资源重复利用，提高响应速度；

           2.资源可管理，可监控；

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线程池类结构

类结构

ForkJoinPool：并行计算框架；

ThreadPoolExecutor：Java线程池的实现，Executors提供的几种线程池主要使用该类；

ScheduledThreadPoolExecutor：继承自ThreadPoolExecutor，添加了调度功能；

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ThreadPoolExecutor逻辑结构和工作方式

int corePoolSize ：线程池基本大小（核心线程池大小）；

int maximumPoolSize：线程池最大大小；

long keepAliveTime ：保持活动时间；

BlockingQueue workQueue：工作队列；

ThreadFactory threadFactory：线程工厂；

RejectedExecutionHandler handler ：驳回回调；

ThreadPoolExecutor

java两种基础线程池：ScheduledThreadPoolExecutor和ThreadPoolExecutor，都实现了ExecutorService接口；

ExecutorService：接口本身和“线程池”并没有直接关系，它的定义更接近“执行器”，而“使用线程管理的方式进行实现”只是其中的一种实现方式；

线程池执行submit()方法或者execute()方法时，几种处理情况如下：

1.当前线程池中运行的线程数量 未达到 corePoolSize的大小，创建新线程执行任务；（无视已创建线程是否空闲）

2.当前线程池中运行的线程数量 已达到 corePoolSize的大小，

        1）将任务加入等待队列，等待某一线程空闲，根据等待规则从队列中取出新任务执行；

        2）无法加入等待队列，创建“非核心线程”直接运行该任务；（这种情况下当前线程池中运行线程数量一定大于corePoolSize）

注：如果1，2均不符合，即该任务无法被“核心线程”直接执行、无法加入等待队列、无法被“非核心线程”执行

       此时，若且未设置RejectedExecutionHandler（驳回）则抛出RejectedExecutionException异常，即线程池拒绝接受这个任务 ；

回收逻辑：当线程池中的线程 超过 设置的corePoolSize的大小，(即核心线程和非核心线程都有)

                  此时，当某个线程处理完任务后，如果等待keepAliveTime时间后仍然没有新的任务分配给它，那么这个线程将会被回收；

                （回收线程对所谓的“核心线程”和“非核心线程”是一视同仁的，直到线程池中线程的数量等于corePoolSize，回收过程才会停止） 

Hook methods

hook methods

ThreadPoolExecutor状态

RUNNING：初始状态，接受新任务并且处理已经在队列中的任务；

SHUTDOWN：不接受新任务，但处理队列中的任务；

STOP：不接受新任务，不处理排队的任务，并中断正在进行的任务；

TIDYING：所有任务已终止，workerCount为零，线程转换到状态TIDYING，这时回调terminate()方法；

TERMINATED：终态，terminated()执行完成；

状态转换

RejectedExecutionHandler

当队列满 且 线程池大小 >= maximumPoolSize时会触发驳回，因为这时线程池已经不能响应新提交的任务，驳回时就会回调这个接口rejectedExecution方法，JDK默认提供了4种驳回策略，默认策略是AbortPolicy：

驳回策略

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使用

Executor：使我们无需显示的去管理线程的生命周期，是JDK 5之后启动任务的首选方式；

ExecutorService：继承自Executor，它的目的是为我们管理Thread对象，从而简化并发编程；

1.创建固定大小的线程池（FixedThreadPool）

特点：创建一个可重用固定线程集合的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程；

固定容量大小的线程池

2.缓存线程池（CachedThreadPool）

特点：1.创建一个缓存区，将初始化的线程缓存起来（60秒未用从缓存中移除），可用就重用，不可用就新建；

           2. 线程池的大小会根据执行的任务数动态分配；

缓存线程池

3.单线程线程池（SingleThreadExecutor）

特点：创建单个线程的线程池，如果当前线程在执行任务时突然中断，则会创建一个新的线程替代它继续执行任务；

   注：和直接创建线程不同，也和newFixedThreadPool(1)不同；

单线程线程池

4.定时线程池（ScheduledThreadPool）

特点：创建一个可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行的线程池；

定时线程池

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线程池中使用Callable

Callable和Future一个产生结果，一个拿到结果。

FutureTask实现了两个接口，Runnable和Future，所以它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值；

线程池中获取返回值 获取多个返回值

注：excute与submit方法区别

       excute：1.是在Executor接口中定义的；

                      2.只支持传入Runnable；

       submit：1.是在ExecutorService定义的，本质是调用父类的excute；

                      2.支持传入Runnable和Callable(即支持Future，可用于获取返回值)；

结论：1.如果提交的任务不需要一个结果的话直接用execute()会提升很多性能；

           2.1：需要结果使用submit(Callable task)；                //维护了一个new FutureTask(callable)

           2.2：需要特定结果submit(Runnable task, T result);  //维护了一个new FutureTask(runnable, value)

           2.3：需要空结果submit(Runnable task)；                 //维护了一个new FutureTask(runnable, null)

        （2.2特定结果与2.3空结果都是自己设的返回值，与Callable接口无关）

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