多线程总结--线程池ThreadPoolExecutor

一.ThreadPoolExecutor介绍

private static ExecutorService exec = new ThreadPoolExecutor(8, 8, 0L,TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(100000),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

线程池类为 Java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor，常用构造方法为：
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,long keepAliveTime, TimeUnit unit,BlockingQueue workQueue,RejectedExecutionHandler handler)
其中：
corePoolSize： 线程池维护线程的最少数量
maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量
keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间
unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
workQueue： 线程池所使用的缓冲队列
handler： 线程池对拒绝任务的处理策略
一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池，任务就是一个 Runnable类型的对象，任务的执行方法就是Runnable类型对象的run()方法。
当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时：
- 如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
- 如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
-如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
- 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于
-maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。也就是：处理任务的优先级为：核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。
- 当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。

其中第5个参数BlockingQueue，排队有三种通用策略：
1.直接提交。工作队列的默认选项是 SynchronousQueue，它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此，如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集时出现锁。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令已超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集时出现锁。
2.无界队列。使用无界队列（例如，不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue）将导致在所有 corePoolSize 线程都忙时新任务在队列中等待。这样，创建的线程就不会超过 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize 的值也就无效了。）当每个任务完全独立于其他任务，即任务执行互不影响时，适合于使用无界队列；例如，在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求，当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
3.有界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时，有界队列（如 ArrayBlockingQueue）有助于防止资源耗尽，但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型队列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销，但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞（例如，如果它们是 I/O 边界），则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小，CPU 使用率较高，但是可能遇到不可接受的调度开销，这样也会降低吞吐量。

二. Executors 工厂方法介绍
通常不直接使用ThreadPoolExecutor ， jdk中提示：强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法 Executors.newCachedThreadPool()（无界线程池，可以进行自动线程回收）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小线程池）和 Executors.newSingleThreadExecutor()（单个后台线程），它们均为大多数使用场景预定义了设置。
1.ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads):固定大小线程池。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());    }

1) corePoolSize和maximumPoolSize的大小是一样的（使用无界queue，maximumPoolSize参数是没有意义的）
2)keepAliveTime设置为0，不允许空闲线程
3)BlockingQueue选择了无界队列LinkedBlockingQueue

2.ExecutorService newSingleThreadExecutor()：单线程

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {        return new FinalizableDelegatedExecutorService            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));    }

与fixedThreadPool类似，只不过fixedThreadPool中的入参直接退化为1。

3.ExecutorService newCachedThreadPool()：无界线程池，可以进行自动线程回收。

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,                                      60L, TimeUnit.SECONDS,                                      new SynchronousQueue<Runnable>());    }

1)maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE，所以此线程池是无界的。
2)BlockingQueue为SynchronousQueue，该QUEUE中，每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作。（类似于，缓冲区为1的生产者消费者模式）
3)corePoolSize线程池维护线程的最少数，可以为0
4)自动回收线程的特性:创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程。
5)新线程加入时，如果没有空闲的线程，则新建线程。