執行緒池的那些事其一

2021 年 8 月 8 日
筆記
java core

一，什麼是執行緒池？

簡單來說，管理執行緒的池子。幫我們重複管理執行緒，避免創建大量的執行緒增加開銷。

二，為什麼用執行緒池？

降低資源消耗。通過重複利用已創建的執行緒降低執行緒創建和銷毀造成的消耗。
提高響應速度。當任務到達時，任務可以不需要的等到執行緒創建就能立即執行。
提高執行緒的可管理性。執行緒是稀缺資源，如果無限制的創建，不僅會消耗系統資源，還會降低系統的穩定性，使用執行緒池可以進行統一的分配，調優和監控。

三，什麼時候用執行緒池？

單個任務處理時間比較短
需要處理的任務數量很大

四，解讀執行緒池的原理

A，七個核心參數

　　1，corePoolSize，核心執行緒數量

　　默認情況下，在創建了執行緒池後，執行緒池中的執行緒數為0，當有任務來之後，就會創建一個執行緒去執行任務，當執行緒池中的執行緒數目達到corePoolSize後，就會把到達的任務放到快取隊列當中

　　2，maximumPoolSize，執行緒數最大值

　　3，keepLiveTime，多長時間被回收

　　默認情況下，只有當執行緒池中的執行緒數大於corePoolSize時，keepAliveTime才會起作用，直到執行緒池中的執行緒數不大於corePoolSize，即當執行緒池中的執行緒數大於corePoolSize時，如果一個執行緒空閑的時間達到keepAliveTime，則會終止，直到執行緒池中的執行緒數不超過corePoolSize。但是如果調用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在執行緒池中的執行緒數不大於corePoolSize時，keepAliveTime參數也會起作用，直到執行緒池中的執行緒數為0；

　　4，timeUnit，設置keepLiveTime的時間單位，共7種單位：d, h, m, s, ms, mis, ns

　　5，workQueue，存放提交至執行緒池但未被執行的任務

　　ArrayBlockingQueue（有界隊列），是一個用數組實現的有界阻塞隊列，按FIFO排序量。

　　LinkedBlockingQueue（可設置容量隊列），基於鏈表結構的阻塞隊列，按FIFO排序任務，容量可以選擇進行設置，不設置的話，將是一個無邊界的阻塞隊列，最大長度為Integer.MAX_VALUE，吞吐量通常要高於ArrayBlockingQuene；newFixedThreadPool執行緒池使用了這個隊列

　　DelayQueue（延遲隊列），是一個任務定時周期的延遲執行的隊列。根據指定的執行時間從小到大排序，否則根據插入到隊列的先後排序。newScheduledThreadPool執行緒池使用了這個隊列。

　　PriorityBlockingQueue（優先順序隊列），是具有優先順序的無界阻塞隊列；

　　SynchronousQueue（同步隊列），一個不存儲元素的阻塞隊列，每個插入操作必須等到另一個執行緒調用移除操作，否則插入操作一直處於阻塞狀態，吞吐量通常要高於LinkedBlockingQuene，newCachedThreadPool執行緒池使用了這個隊列。

　　6，threadFactory，創建執行緒的工廠

　　用於設置創建執行緒的工廠，可以通過執行緒工廠給每個創建出來的執行緒設置更有意義的名字。

使用開源框架guava提供的ThreadFactoryBuilder可以快速給執行緒池裡的執行緒設置有意義的名字，code: new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat(“Hello-Engine”).build();

　　7，rejectedExecutionHandler，拒絕策略設置

　　CallerRunsPolicy：只要執行緒池沒關閉，就用調用者所在執行緒來運行任務

　　AbortPolicy：直接拋RejectedExecutionException 異常

　　DiscardPolicy：不處理，直接扔了

　　DiscardOldestPolicy：把隊列里待最久的那個任務扔了，並執行當前任務

　　支援實現自己的 RejectedExecutionHandler 介面自定義策略，如記錄日誌類。

B，執行緒池的狀態

RUNNING

該狀態的執行緒池會接收新任務，並處理阻塞隊列中的任務;
調用執行緒池的shutdown()方法，可以切換到SHUTDOWN狀態;
調用執行緒池的shutdownNow()方法，可以切換到STOP狀態;

SHUTDOWN

該狀態的執行緒池不會接收新任務，但會處理阻塞隊列中的任務；
隊列為空，並且執行緒池中執行的任務也為空,進入TIDYING狀態;

STOP

該狀態的執行緒不會接收新任務，也不會處理阻塞隊列中的任務，而且會中斷正在運行的任務；
執行緒池中執行的任務為空,進入TIDYING狀態;

TIDYING

該狀態表明所有的任務已經運行終止，記錄的任務數量為0。
terminated()執行完畢，進入TERMINATED狀態

TERMINATED

該狀態表示執行緒池徹底終止

C，任務執行流程

1，execute()方法

a，主要流程圖如下：

b，ThreadPoolExecutor執行流程

提交一個任務，執行緒池裡存活的核心執行緒數小於執行緒數corePoolSize時，執行緒池會創建一個核心執行緒去處理提交的任務。
如果執行緒池核心執行緒數已滿，即執行緒數已經等於corePoolSize，一個新提交的任務，會被放進任務隊列workQueue排隊等待執行。
當執行緒池裡面存活的執行緒數已經等於corePoolSize了,並且任務隊列workQueue也滿，判斷執行緒數是否達到maximumPoolSize，即最大執行緒數是否已滿，如果沒到達，創建一個非核心執行緒執行提交的任務。
如果當前的執行緒數達到了maximumPoolSize，還有新的任務過來的話，直接採用拒絕策略處理。

c，源碼解讀