10、线程池

1.什么是线程池/优点

线程池就是利用池化技术来管理线程。使用线程池的优点：

• 降低资源消耗。线程池可以规定线程数量，并且可以复用线程。
• 提高响应速度。因为线程池当中的线程是可以复用的，所以可以免去线程创建和销毁所带来的时间消耗
• 方便进行线程管理。线程池中的线程是可监控可管理的。

2.创建线程池的方式

• 使用工厂类Executors
• 使用ThreadPoolExecutor

⭐Executors

不推荐使用这个工厂类。因为它内部的很多线程池可能会导致OOM（比如FixedThreadPool、SingleThreadExecutor，使用无限队列，可能导致队列OOM。CachedThreadPool，使用无限线程，可能导致OOM），而且不方便进行灵活控制。

Executors中的线程池介绍：

• FixedThreadPool。它的核心线程数量和最大线程数量相同，阻塞队列使用LinkedBlockingQueue，即阻塞队列无限大，可能导致OOM
• SingleThreadExecutor。核心线程数和最大线程数都是1，阻塞队列同上，可能导致OOM
• CachedThreadPool。核心线程数为0，最大线程数为无限大，阻塞队列为SynchronousQueue同步队列，即阻塞队列不可存放作业，可能导致OOM
• ScheduledThreadPool。核心线程数自定，最大线程数为无限大，阻塞队列为DelayedWorkQueue延时队列（这个延时是指任务延时），可能导致OOM。

因为它们都会导致OOM，所以不推荐。

⭐ThreadPoolExecutor

推荐使用ThreadPoolExecutor来进行灵活控制线程池

2.1 构造参数

ThreadPoolExecutor的构造参数有哪些？

• 核心线程数：线程池的核心线程数，如果当前运行的线程数量小于这个数，那么会创建新线程来执行任务
• 最大线程数：线程池可以运行的最大线程数
• 空闲线程等待时间：如果线程空闲时间超过这个时间，那么会进行销毁
• 时间单位：上述的时间单位
• 线程池饱和策略：如果线程数量达到最大，任务队列也满了，那么会执行这个策略。

2.2 饱和策略

• 线程池饱和策略有哪些？

  • 拒绝。直接抛出异常
  • 调用者执行。通过调用者所在的线程来执行。这个会让调用者所在线程执行变慢，如果不在意可以考虑。因为这个不会抛弃任何任务。
  • 丢弃。新的任务直接丢弃，不处理
  • 丢弃最早。把消息队列中最早的任务丢掉，放入本个任务。

2.3 阻塞队列

• 阻塞队列有哪些？
  • 有限队列。ArrayBlockingQueue。该队列有界限，底层数据结构是ArrayList。
  • 无限队列。LinkedBlockingQueue。该队列默认长度为Inteter.MAX_VALUE（可手动指定有界），可以算作无界，底层用的是LinkedList。该队列用在了SingleThreadExecutor和FixedThreadPool中。其中SingleThreadExecutor的核心线程和最大线程都是1，FixedThreadPool的核心线程和最大线程是一致的。它们的任务队列可以看作无界的。
  • 同步队列。同步队列的空间为0，不能存放任何任务。它用在CachedThreadPool中，CachedThreadPool的最大线程数为无限。
  • 延迟队列。延迟队列底层使用堆来实现的。延迟队列排序方式不是任务的添加顺序，而是任务的延迟时间。每次出队的任务都是当前延迟最小的任务。
• LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue的区别？
  • L默认是无界队列，默认长度是Integer.MAX_VALUE，而A在初始化的时候必须指定容量，是有界队列
  • 锁机制不同，A没有进行锁分离，即入队和出队用的是一把ReentrantLock，而L是锁分离的，入队和出队用的是两把锁。也因此，L的并发性能会更好一些
  • 底层实现不同，A底层是数组，L底层是链表

3. 线程池处理任务细节

线程池处理新来的任务有以下几个步骤：

• 如果当前线程池中运行的线程数量小于核心线程数，那么会创建新线程来执行
• 如果当前线程池中运行的线程数量大于等于核心线程数，但是任务队列还没有满，那么先放到任务队列中等待执行
• 如果任务队列也满了，那么会判断当前运行的线程数量是否大于最大线程，如果不大于，那么会继续创建线程来执行
• 如果当前运行的线程已经到达最大线程数量了，那么就拒绝调用饱和策略了。

4. 线程池是如何进行线程复用的

我们似乎并没有在上述线程池处理细节中发现如何进行线程复用的。实际上的奥秘在于Worker中。

我们知道，如果当前运行的线程数量不大于核心线程数，会addWorker。在大于核心线程数，会放到任务队列当中去，那么最终这个任务队列当中的任务是谁执行的呢？

没错，就是之前addWorker中的Worker。这些Worker不会在执行完一个任务后就释放掉，而是会阻塞等待任务队列中的任务，如果有任务来了，就会交给它们来执行。