线程池

一.为什么要用线程池而不是用单一得线程创建方式去获得线程.
例子：
10年前单核CPU电脑，假的多线程，像马戏团小丑玩多个球，CPU需要来回切换。
现在是多核电脑，多个线程各自跑在独立的CPU上，不用切换效率高。

线程池的优势：
线程池做的工作只要是控制运行的线程数量，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，等其他线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行。

它的主要特点为：线程复用;控制最大并发数;管理线程。

第一：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销耗。
第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等待线程创建就能立即执行。
第三：提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会销耗系统资源，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.线程池如何使用
Java中的线程池是通过Executor框架实现的，该框架中用到了Executor，Executors，ExecutorService，ThreadPoolExecutor这几个类,关系图:


image.png

使用ExecutorService创建线程有三个方式:
1.固定线程池的线程数:执行长期任务性能好，创建一个线程池，一池有N个固定的线程，有固定线程数的线程
2.一个任务一个任务的执行，一池一线程
3.可以扩容得线程池:执行很多短期异步任务，线程池根据需要创建新线程，但在先前构建的线程可用时将重用它们。可扩容，遇强则强

package com.example.demo.thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class MyThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //       ExecutorService threadPool =  Executors.newFixedThreadPool(5); //一个银行网点，5个受理业务的窗口
        //       ExecutorService threadPool =  Executors.newSingleThreadExecutor(); //一个银行网点，1个受理业务的窗口
        ExecutorService threadPool =  Executors.newCachedThreadPool(); //一个银行网点，可扩展受理业务的窗口
        try {
            for (int i = 0;i <= 7;i++){
                threadPool.execute(()->{
                    //获取当前线程
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t办理业务");
                });
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //关闭线程,释放资源
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

上述三种方法调用的都是同一个对象ThreadPoolExecutor来创建线程池所以看源码就可以发现
第一种方式创建线程池是: newFixedThreadPool创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值是相等的，它使用的是LinkedBlockingQueue

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

第二种方式 newSingleThreadExecutor 创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值都是1，它使用的是LinkedBlockingQueue

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

第三种方式: newCachedThreadPool创建的线程池将corePoolSize设置为0，将maximumPoolSize设置为Integer.MAX_VALUE，它使用的是SynchronousQueue，也就是说来了任务就创建线程运行，当线程空闲超过60秒，就销毁线程。

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

线程池创建后如何设置参数,我们来讲讲线程池得七大参数:

#第三个参数和第四个参数合在一起就是任务完成后线程存活时间
1、corePoolSize：线程池中的常驻核心线程数.
2、maximumPoolSize：线程池中能够容纳同时执行的最大线程数，此值必须大于等于1.
3、keepAliveTime：多余的空闲线程的存活时间当前池中线程数量超过corePoolSize时，当空闲时间达到keepAliveTime时，多余线程会被销毁直到只剩下corePoolSize个线程为止.
4、unit：keepAliveTime的单位 .
5、workQueue：任务队列，被提交但尚未被执行的任务
6、threadFactory：表示生成线程池中工作线程的线程工厂，用于创建线程，一般默认的即可
7、handler：拒绝策略，表示当队列满了，并且工作线程大于等于线程池的最大线程数（maximumPoolSize）时如何来拒绝请求执行的runnable的策略

说完参数后我们结合参数和线程池底层工作原理来深入了解这些参数和工作原理的关系.


image.png

image.png
1、在创建了线程池后，开始等待请求。
2、当调用execute()方法添加一个请求任务时，线程池会做出如下判断：
  2.1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；
  2.2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；
  2.3如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务；
  2.4如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize，那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。
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。

在工作中单一的/固定数的/可变的三种创建线程池的方法哪个用的多？超级大坑.答案是一个都不用，我们工作中只能使用自定义的,我们可以在阿里巴巴得java开发手册上看到


image.png

那么我们应该如何自定义线程池

package com.example.demo.thread;

import java.util.concurrent.*;

public class MyThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //       ExecutorService threadPool =  Executors.newFixedThreadPool(5); //一个银行网点，5个受理业务的窗口
        //       ExecutorService threadPool =  Executors.newSingleThreadExecutor(); //一个银行网点，1个受理业务的窗口
//        ExecutorService threadPool =  Executors.newCachedThreadPool(); //一个银行网点，可扩展受理业务的窗口
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,//核心线程数
                5,//最大线程数
                3L,//任务执行完线程存活时间
                TimeUnit.SECONDS,//时间单位
                new ArrayBlockingQueue<>(3),//等待区人数
                Executors.defaultThreadFactory(),//线程工厂
                //                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()//默认拒绝策略,如果不设置则是默认这个拒绝策略
//                new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()//
//                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()//
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()//
        );
        try {
            for (int i = 0;i <= 9;i++){
                threadPool.execute(()->{
                    //获取当前线程
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t办理业务");
                });
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //关闭线程,释放资源
            threadPool.shutdown();
        }
    }

自定义完线程池后来说说线程池的拒绝策略,先来了解拒绝策略是什么?

等待队列已经排满了，再也塞不下新任务了.同时，线程池中的max线程也达到了，无法继续为新任务服务。这个是时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。

拒绝策略分为四种:
1.AbortPolicy(默认)：直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行
2.CallerRunsPolicy：“调用者运行”一种调节机制，该策略既不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将某些任务回退到调用者，从而降低新任务的流量。
3.DiscardOldestPolicy：抛弃队列中等待最久的任务，然后把当前任务加人队列中尝试再次提交当前任务。
4.DiscardPolicy：该策略默默地丢弃无法处理的任务，不予任何处理也不抛出异常。如果允许任务丢失，这是最好的一种策略。

讲完这些再说说题外话:自定义线程池如何设置最大线程数.
如果是cpu密集型则是比cpu核数大一或者二

//查看cpu核数
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

如果I/O型,我也还未知道,哪位大神可以告诉我一下?

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