1.线程池参数设计

1.1意义

线程池的线程数量设置过多会导致线程竞争激烈；
如果线程数量设置过少的话，还会导致系统无法充分利用计算机资源；

1.2线程池原理

Java 线程的创建与销毁将会消耗一定的计算机资源，从而增加系统的性能开销。

在 HotSpot VM 的线程模型中，Java 线程被一对一映射为内核线程。Java 在使用线程执行程序时，需要创建一个内核线程；当该 Java 线程被终止时，这个内核线程也会被回收。

大量创建线程同样会给系统带来性能问题，当线程数量太大，被创建的执行线程同时在争取 CPU 资源，又会导致大量的上下文切换，从而增加线程的执行时间，影响了整体执行效率。
总之线程数量多了不行，少了也不行。

为了解决上述两类问题，Java 提供了线程池概念，对于频繁创建线程的业务场景，线程池可以创建固定的线程数量。线程池可以提高线程复用，又可以固定最大线程使用量，防止无限制地创建线程。

1.3 线程池思路

当程序提交一个任务需要一个线程时，会去线程池中查找是否有空闲的线程，若有，则直接使用线程池中的线程工作，若没有，会去判断当前已创建的线程数量是否超过最大线程数量，如未超过，则创建新线程，如已超过，则进行排队等待或者直接抛出异常。

1.4线程池框架 Executor

包括 ScheduledThreadPoolExecutor 和 ThreadPoolExecutor 两个核心线程池。前者是用来定时执行任务，后者是用来执行被提交的任务。

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阿里规范中建议不要使用Executors 创建线程池，建议使用ThreadPoolExecutor 来创建线程池:因为选择使用 Executors 提供的工厂类，将会忽略很多线程池的参数设置，工厂类一旦选择设置默认参数，就很容易导致无法调优参数设置，从而产生性能问题或者资源浪费。

ThreadPoolExecutor中的参数:

corePoolSize：线程池的核心线程数量
maximumPoolSize：线程池的最大线程数
keepAliveTime：当线程数大于核心线程数时，多余的空闲线程存活的最长时间
unit：时间单位
workQueue：任务队列，用来储存等待执行任务的队列
threadFactory：线程工厂，用来创建线程，一般默认即可
handler：拒绝策略，当提交的任务过多而不能及时处理时，我们可以定制策略来处理任务

线程池有两个线程数的设置，一个为核心线程数，一个为最大线程数。在创建完线程池之后，默认情况下，线程池中并没有任何线程，等到有任务来才创建线程去执行任务。

但有一种情况排除在外，就是调用 prestartAllCoreThreads() 或者 prestartCoreThread() 方法的话，可以提前创建等于核心线程数的线程数量，这种方式被称为预热，在抢购系统中就经常被用到。

当创建的线程数等于 corePoolSize 时，提交的任务会被加入到设置的阻塞队列中。当队列满了，会创建线程执行任务，直到线程池中的数量等于 maximumPoolSize。

当线程数量已经等于 maximumPoolSize 时，新提交的任务无法加入到等待队列，也无法创建非核心线程直接执行，我们又没有为线程池设置拒绝策略，这时线程池就会抛出 RejectedExecutionException 异常，即线程池拒绝接受这个任务。

当线程池中创建的线程数量超过设置的 corePoolSize，在某些线程处理完任务后，如果等待 keepAliveTime 时间后仍然没有新的任务分配给它，那么这个线程将会被回收。线程池回收线程时，会对所谓的“核心线程”和“非核心线程”一视同仁，直到线程池中线程的数量等于设置的 corePoolSize 参数，回收过程才会停止。

即使是 corePoolSize 线程，在一些非核心业务的线程池中，如果长时间地占用线程数量，也可能会影响到核心业务的线程池，这个时候就需要把没有分配任务的线程回收掉。

我们可以通过 allowCoreThreadTimeOut 设置项要求线程池：将包括“核心线程”在内的，没有任务分配的所有线程，在等待 keepAliveTime 时间后全部回收掉。

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1.5 计算线程数量

前提:环境具有多变性，设置一个绝对精准的线程数其实是不大可能的，但我们可以通过一些实际操作因素来计算出一个合理的线程数，避免由于线程池设置不合理而导致的性能问题。

一般多线程执行的任务类型可以分为 CPU 密集型和I/O 密集型，根据不同的任务类型，我们计算线程数的方法也不一样。

1.5.1 CPU密集型

这种任务消耗的主要是 CPU 资源，可以将线程数设置为 N（CPU 核心数）+1，比 CPU 核心数多出来的一个线程是为了防止线程偶发的缺页中断，或者其它原因导致的任务暂停而带来的影响。
一旦任务暂停，CPU 就会处于空闲状态，而在这种情况下多出来的一个线程就可以充分利用 CPU 的空闲时间。

1.5.2I/O 密集型

这种任务应用起来，系统会用大部分的时间来处理 I/O 交互，而线程在处理 I/O 的时间段内不会占用 CPU 来处理，这时就可以将 CPU 交出给其它线程使用。因此在 I/O 密集型任务的应用中，我们可以多配置一些线程，具体的计算方法是 2N。

1.5.3 常规计算公式

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WT：线程等待时间ST：线程时间运行时间

1.6 总结

要根据具体情况，计算出一个大概的数值，再通过实际的性能测试，计算出一个合理的线程数量。

2.线程池拒绝策略

拒绝策略发生的时机

当前提交任务数大于（maxPoolSize + queueCapacity）时就会触发线程池的拒绝策略了。