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Java线程池原理详解

（一）什么是线程池

线程池做的工作主要是控制运行的线程的数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了最大数量超出数量的线程排队等候，等其它线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行。

主要特点为：

降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。

提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

（二）线程池的基本原理

线程池的组成一般的线程池主要分为以下4个组成部分：

线程池管理器：用于创建并管理线程池

工作线程：线程池中的线程

任务接口：每个任务必须实现的接口，用于工作线程调度其运行

任务队列：用于存放待处理的任务，提供一种缓冲机制

ThreadPoolExecutor的构造方法如下：

构造函数参数说明：

参数

描述

corePoolSize

指定了线程池中的线程数量。

maximumPoolSize

指定了线程池中的最大线程数量。

keepAliveTime

当前线程池数量超过corePoolSize时，多余的空闲线程的存活时间，即多次时间内会被销毁。

unit

keepAliveTime的单位。

workQueue

任务队列，被提交但尚未被执行的任务。

threadFactory

线程工厂，用于创建线程，一般用默认的即可。

handler

拒绝策略，当任务太多来不及处理，如何拒绝任务。

线程池都有哪几种工作队列

1、ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。

2、LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO（先进先出）排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列

3、SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。

4、PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列。

拒绝策略:

线程池中的线程已经用完了，无法继续为新任务服务，同时，等待队列也已经排满了，再也塞不下新任务了。这时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。

JDK内置的拒绝策略如下：

策略

描述

AbortPolicy

直接抛出异常，阻止系统正常运行。

CallerRunsPolicy

只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中，运行当前被丢弃的任务。显然这样做不会真的丢弃任务，但是，任务提交线程的性能极有可能会急剧下降。

DiscardOldestPolicy

丢弃最老的一个请求，也就是即将被执行的一个任务，并尝试再次提交当前任务。

DiscardPolicy

该策略默默地丢弃无法处理的任务，不予任何处理。如果允许任务丢失，这是最好的一种方案。

以上内置拒绝策略均实现了RejectedExecutionHandler接口，若以上策略仍无法满足实际需要，完全可以自己扩展RejectedExecutionHandler接口。

Java线程池工作过程

线程池刚创建时，里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过，就算队列里面有任务，线程池也不会马上执行它们。

2.当调用execute()方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：

a)如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务；

b)如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，那么将这个任务放入队列；

c)如果这时候队列满了，而且正在运行的线程数量小于maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务；

d)如果队列满了，而且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize，那么线程池会抛出异常RejectExecutionException。

3.当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。

4.当一个线程无事可做，超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程池会判断，如果当前运行的线程数大于corePoolSize，那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到corePoolSize的大小。

（三）Exec