一、合理使用線程池的好處
- 降低資源消耗：通過重複利用已創建的線程降低線程創建和銷燬造成的消耗
- 提高響應速度：任務不需要等待線程創建
- 提高線程的可管理性：線程是稀缺資源，不能無限制地創建，使用線程池可以進行統一分配、調優和監控
二、線程池的實現原理
線程池的主要處理流程：
從圖中可以看出當提交一個新任務到線程池時，線程池的處理流程如下：
- 先判斷核心線程池（corePoolSize）裏面的線程是否已滿，如果未滿，則創建一個新的工作線程執行任務（執行時需要獲取全局鎖）；如果滿了，則執行下一步驟。
- 判斷工作隊列（阻塞隊列）是否已滿，如果未滿，則將新任務添加到工作隊列；如果滿了，則進入下一步驟。
- 判斷線程池的最大線程數量（maximumPoolSize）是否達到，如果未達到，則創建一個新的工作線程來執行任務（執行時需要獲取全局鎖）；如果達到，則交給飽和策略來處理這個任務。
上面提到了一個工作線程，什麼是工作線程？
線程池在創建線程時，會將線程封裝成工作線程（Worker），它在執行完任務後，還會循環獲取工作隊列裏的任務來執行（即不會完成任務後就消亡）。
執行示意圖：
我們發現，線程池是先把核心線程池填滿後，後面再有新任務則將任務添加進工作隊列，當工作隊列也滿的時候，這時線程池其實還沒有真正的滿，它還有(maximumPoolSize-corePoolSize)的容量（線程池的真正容量=工作隊列容量+maximumPoolSize），它會直接在覈心池外面創建線程直接處理任務。
那麼問題來了，線程池爲什麼要這麼設計？爲什麼不直接讓整個線程池填滿了再放進工作隊列中，而是隻填滿核心池就這樣做了？
原來線程池的設計思路是：爲了在執行execute()方法時，儘可能地避免獲取全局鎖，那樣會造成效率低下。
從上面的執行步驟可以知道，在覈心池創建新線程和在覈心池外面創建新線程執行任務時，都需要獲取全局鎖，而將任務加入工作隊列則不需要；在線程池完成預熱後（即將核心池的線程都創建起來成爲工作線程了），基本上所有的execute()方法都是執行的將任務加進工作隊列的操作，不需要獲取全局鎖，效率高。
三、線程池的使用
線程池的創建
之前舊的創建方式：
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(int nThreads);
用這種方式，在InteliJIDEA中使用阿里java規範插件會有個提示：
這種方式創建幾種不同的線程池參見：link
新的創建方式
//ThreadPoolExecutor構造函數
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue)
//創建方式
ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, handler);
- 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。
- 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。如果使用了無界的工作隊列這個參數就沒什麼效果。
- 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。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）。
- runnableTaskQueue（工作隊列）：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，FIFO（先進先出）原則。LinkedBlockingQueue：一個基於鏈表結構的阻塞隊列，FIFO原則，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LinkedBlockingQueue，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。
- 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。Java線程池框架提供了以下4種策略：（也可以實現該接口自定義策略，如記錄日誌）
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。
線程池提交任務
使用兩個方法向線程池提交任務，分別爲execute()和submit()方法。
它們的區別
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。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（long timeout，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。
關閉線程池
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。
它們的區別
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。shutdown只是將線程池的狀態設置成SHUTDOWN，然後中斷所有沒有正在執行任務的線程，要等待已經執行的線程執行完。
注意
- 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。
如何配置線程池
要合理配置線程池，需要從以下幾個角度分析任務特性：
- 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。
配置規則
- 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。
- 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（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，比如幾千。
參考來源：
- https://www.jianshu.com/p/0e228dc30793
- 《java併發編程的藝術》