一、線程池的好處
1.降低資源消耗
2.提高響應數獨
3.提高線程的可管理性
二、線程池實現原理
2.2 線程池工作原理
1.線程池判斷核心線程池裏的線程是否都在執行任務。
如果不是，那就創建一個新的工作線程來執行任務。如果核心線程池裏的線程都在執行任務，則進入下個流程。
2.線程池來判斷工作隊列是否已經滿。如果工作隊列沒有滿，則將新提交的任務存儲子啊這個工作隊列裏。如果工作隊列滿，則進入下一個流程。
3.線程池判斷線程池的線程是否都處於工作狀態。如果沒有，則創建一個新的工作線程執行任務。如果已經滿了，則交給飽和和策略來處理這個任務
2.2 線程池的主要處理流程
2.3 ThreadPoolExecutor執行execute()方法
**ThreadPoolExecutor執行execute()方法
的示意圖**
hreadPoolExecutor執行execute分爲4種情況：
1.線程小於corePoolSize，創建線程執行任務，需要獲取全局鎖
2.多餘corePoolSize，加入BlockingQueue
3.隊列已滿，創建線程來處理任務，需要獲取全局鎖
4.超過maxpoolSize，任務拒絕，調用RejectedExecutionHandler.rejecttedExecutin()方法。
設計總的思路：調用execute()方法，儘可能避免獲取全局鎖。
2.4 源碼分析
工作線程：線程池創建線程時，會將線程封裝成工作線程Worker，Worker在執行完任務
後，還會循環獲取工作隊列裏的任務來執行
public void run() {
try {
Runnable task = firstTask;
firstTask = null;
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
runTask(task);task = null;
}
} finally {
workerDone(this);
}
}ThreadPoolExecutor中線程執行任務的示意圖
三、線程池的使用
3.1 線程池的創建
- 通過ThreadPoolExecutor來創建一個線程池。
new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime,
milliseconds,runnableTaskQueue, handler);創建一個線程池時需要輸入幾個參數，如下。
1）corePoolSize（線程池的基本大小）：當提交一個任務到線程池時，線程池會創建一個線程來執行任務，即使其他空閒的基本線程能夠執行新任務也會創建線程，等到需要執行的任務數大於線程池基本大小時就不再創建。如果調用了線程池的prestartAllCoreThreads()方法，線程池會提前創建並啓動所有基本線程。
2）runnableTaskQueue（任務隊列）：用於保存等待執行的任務的阻塞隊列。可以選擇以下幾個阻塞隊列。
·ArrayBlockingQueue：是一個基於數組結構的有界阻塞隊列，此隊列按FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。
·LinkedBlockingQueue：一個基於鏈表結構的阻塞隊列，此隊列按FIFO排序元素，吞吐量通常要高於ArrayBlockingQueue。靜態工廠方法Executors.newFixedThreadPool()使用了這個隊列。
·SynchronousQueue：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線程調用移除操作，否則插入操作一直處於阻塞狀態，吞吐量通常要高於Linked-BlockingQueue，靜態工廠方法Executors.newCachedThreadPool使用了這個隊列。
·PriorityBlockingQueue：一個具有優先級的無限阻塞隊列。3）maximumPoolSize（線程池最大數量）：線程池允許創建的最大線程數。如果隊列滿了，並且已創建的線程數小於最大線程數，則線程池會再創建新的線程執行任務。值得注意的是，如果使用了無界的任務隊列這個參數就沒什麼效果。
4）ThreadFactory：用於設置創建線程的工廠，可以通過線程工廠給每個創建出來的線程設置更有意義的名字
使用開源框架guava提供的ThreadFactoryBuilder可以快速給線程池裏的線程設置有意義的名字，代碼如下
new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("XX-task-%d").build();5）RejectedExecutionHandler（飽和策略）：當隊列和線程池都滿了，說明線程池處於飽和狀態，那麼必須採取一種策略處理提交的新任務。這個策略默認情況下是AbortPolicy，表示無法處理新任務時拋出異常。
在JDK 1.5中Java線程池框架提供了以下4種策略。
·AbortPolicy：直接拋出異常。
·CallerRunsPolicy：只用調用者所在線程來運行任務。
·DiscardOldestPolicy：丟棄隊列裏最近的一個任務，並執行當前任務。
·DiscardPolicy：不處理，丟棄掉。
當然，也可以根據應用場景需要來實現RejectedExecutionHandler接口自定義策略。如記錄日誌或持久化存儲不能處理的任務。
·keepAliveTime（線程活動保持時間）：線程池的工作線程空閒後，保持存活的時間。所以，如果任務很多，並且每個任務執行的時間比較短，可以調大時間，提高線程的利用率。
·TimeUnit（線程活動保持時間的單位）：可選的單位有天（DAYS）、小時（HOURS）、分鐘（MINUTES）、毫秒（MILLISECONDS）、微秒（MICROSECONDS，千分之一毫秒）和納秒（NANOSECONDS，千分之一微秒）。
3.2 向線程池提交任務
可以使用兩個方法向線程池提交任務，分別爲execute()和submit()方法。
execute()方法用於提交不需要返回值的任務，所以無法判斷任務是否被線程池執行成功。
通過以下代碼可知execute()方法輸入的任務是一個Runnable類的實例
threadsPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
}
});submit()方法用於提交需要返回值的任務。線程池會返回一個future類型的對象，通過這個future對象可以判斷任務是否執行成功，並且可以通過future的get()方法來獲取返回值，get()方法會阻塞當前線程直到任務完成，而使用get（longtimeout，TimeUnit unit）方法則會阻塞當前線程一段時間後立即返回，這時候有可能任務沒有執行完。
Future<Object> future = executor.submit(harReturnValuetask);
try {
Object s = future.get();
} catch (InterruptedException e) {
// 處理中斷異常
} catch (ExecutionException e) {
// 處理無法執行任務異常
} finally {
// 關閉線程池
executor.shutdown();
}3.3 關閉線程池
可以通過調用線程池的shutdown或shutdownNow方法來關閉線程池。它們的原理是遍歷線程池中的工作線程，然後逐個調用線程的interrupt方法來中斷線程，所以無法響應中斷的任務可能永遠無法終止。但是它們存在一定的區別，shutdownNow首先將線程池的狀態設置成STOP，然後嘗試停止所有的正在執行或暫停任務的線程，並返回等待執行任務的列表，而shutdown只是將線程池的狀態設置成SHUTDOWN狀態，然後中斷所有沒有正在執行任務的線程。
只要調用了這兩個關閉方法中的任意一個，isShutdown方法就會返回true。當所有的任務都已關閉後，才表示線程池關閉成功，這時調用isTerminaed方法會返回true。至於應該調用哪一種方法來關閉線程池，應該由提交到線程池的任務特性決定，通常調用shutdown方法來關閉線程池，如果任務不一定要執行完，則可以調用shutdownNow方法。
3.4 合理地配置線程池
要想合理地配置線程池，就必須首先分析任務特性，可以從以下幾個角度來分析。
·任務的性質：CPU密集型任務、IO密集型任務和混合型任務。
·任務的優先級：高、中和低。
·任務的執行時間：長、中和短。
·任務的依賴性：是否依賴其他系統資源，如數據庫連接。
性質不同的任務可以用不同規模的線程池分開處理。CPU密集型任務應配置儘可能小的線程，如配置Ncpu+1個線程的線程池。由於IO密集型任務線程並不是一直在執行任務，則應配置儘可能多的線程，如2*Ncpu。混合型的任務，如果可以拆分，將其拆分成一個CPU密集型任務和一個IO密集型任務，只要這兩個任務執行的時間相差不是太大，那麼分解後執行的吞吐量將高於串行執行的吞吐量。如果這兩個任務執行時間相差太大，則沒必要進行分解。可以通過Runtime.getRuntime().availableProcessors()方法獲得當前設備的CPU個數。
優先級不同的任務可以使用優先級隊列PriorityBlockingQueue來處理。它可以讓優先級高的任務先執行。
注意 如果一直有優先級高的任務提交到隊列裏，那麼優先級低的任務可能永遠不能執行。
執行時間不同的任務可以交給不同規模的線程池來處理，或者可以使用優先級隊列，讓執行時間短的任務先執行。
依賴數據庫連接池的任務，因爲線程提交SQL後需要等待數據庫返回結果，等待的時間越長，則CPU空閒時間就越長，那麼線程數應該設置得越大，這樣才能更好地利用CPU。
建議使用有界隊列。有界隊列能增加系統的穩定性和預警能力，可以根據需要設大一點兒，比如幾千。有一次，我們系統裏後臺任務線程池的隊列和線程池全滿了，不斷拋出拋棄任務的異常，通過排查發現是數據庫出現了問題，導致執行SQL變得非常緩慢，因爲後臺任務線程池裏的任務全是需要向數據庫查詢和插入數據的，所以導致線程池裏的工作線程全部阻塞，任務積壓在線程池裏。如果當時我們設置成無界隊列，那麼線程池的隊列就會越來越多，有可能會撐滿內存，導致整個系統不可用，而不只是後臺任務出現問題。當然，我們的系統所有的任務是用單獨的服務器部署的，我們使用不同規模的線程池完成不同類型的任務，但是出現這樣問題時也會影響到其他任務
3.5 線程池的監控
如果在系統中大量使用線程池，則有必要對線程池進行監控，方便在出現問題時，可以根據線程池的使用狀況快速定位問題。可以通過線程池提供的參數進行監控，在監控線程池的時候可以使用以下屬性。
·taskCount：線程池需要執行的任務數量。
·completedTaskCount：線程池在運行過程中已完成的任務數量，小於或等於taskCount。
·largestPoolSize：線程池裏曾經創建過的最大線程數量。通過這個數據可以知道線程池是否曾經滿過。如該數值等於線程池的最大大小，則表示線程池曾經滿過。
·getPoolSize：線程池的線程數量。如果線程池不銷燬的話，線程池裏的線程不會自動銷燬，所以這個大小隻增不減。
·getActiveCount：獲取活動的線程數。通過擴展線程池進行監控。可以通過繼承線程池來自定義線程池，重寫線程池的
beforeExecute、afterExecute和terminated方法，也可以在任務執行前、執行後和線程池關閉前執行一些代碼來進行監控。例如，監控任務的平均執行時間、最大執行時間和最小執行時間等。
這幾個方法在線程池裏是空方法。
protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) { }
