本文總結一下線程池是怎么回事，分以下幾個部分，對哪個部分感興趣，可以直接跳到對應的章節

　　第一部分：線程池類的結構介紹

　　第二部分：線程池的使用

　　第三部分：線程池的創建流程

　　第四部分：線程池的應用場景

　　第五部分：線程池相關的面試題

第一部分：線程池類的結構

線程池存在于Java的并發包J.U.C中，線程池可以根據項目靈活控制并發的數目，避免頻繁的創建和銷毀線程，達到線程對象的重用。

下面是線程池的類圖：

1、接口Executor

接口Executor中，只有一個方法，為execute()

2、接口ExecutorService，繼承自Executor

幾個重要的方法：

(1)關閉線程池的方法，有兩種

一個ExecutorService(J.U.C)可以關閉，這將導致它拒絕新的任務。 ExecutorService的兩種關閉線程池的方式，shutdown和shutdownNow方法：

　　①shutdown()：拒收新的任務，立馬關閉正在執行的任務，可能會引起報錯，需要異常捕獲

　　②shutdownNow()：拒收新的任務，等待任務執行完畢，要確保任務里不會有永久等待阻塞的邏輯，否則會導致線程關閉不了

　　③不是馬上關閉，要想等待線程池關閉，還需要調用waitFermination來阻塞等待

　　④還有一些業務場景下，需要知道線程池中的任務是否全部執行完成，當我們關閉線程池之后，可以用isTerminated來判斷所有的線程是否執行完成，千萬不要用isShutdown，　　它只是返回你是否調用過shutdown的結果

(2)submit()方法

方法submit延伸的方法Executor.execute(Runnable)通過創建并返回一個Future可用于取消執行和/或等待完成。submit()與execute()的一個區別是submit()有返回值，并且能夠處理　　異常

3、Executors(J.U.C)，提供了6個靜態方法，分別創建6種不同的線程池，六大靜態方法 內部都是直接或間接調用ThreadPoolExecutor類的構造方法創建線程池對象，這六個靜態方法　　本身是沒有技術含量的。

　　

Executors(類)	Executors靜態方法	實現類
	newCachedThreadPool	ThreadPoolExecutor
	newFixedThreadPool	ThreadPoolExecutor
	newSingleThreadExecutor	ThreadPoolExecutor
	newScheduledThreadPool	ScheduledThreadPoolExecutor
	newSingleThreadScheduledExecutor	ScheduledThreadPoolExecutor
	newWorkStealingPool	ForkJoinPool
Executor(接口)：只有一個方法execute()

下面介紹常用的四種：

(1)FixedThreadPool

FixedThreadPool的特點：固定池子中線程的個數。使用靜態方法newFixedThreadPool()創建線程池的時候指定線程池個數。

(2)CachedThreadPool（彈性緩存線程池）

CachedThreadPool的特點：用newCachedThreadPool()方法創建該線程池對象，創建之初里面一個線程都沒有，當execute方法或submit方法向線程池提交任務時，會自動新建線程；如果線程池中有空余線程，則不會新建；這種線程池一般最多情況可以容納幾萬個線程，里面的線程空余60s會被回收。

(3)SingleThreadPool（單線程線程池）

SingleThreadPool的特點：池中只有一個線程，如果扔5個任務進來，那么有4個任務將排隊；作用是保證任務的順序執行。

(4)ScheduledThreadpool（定時器線程池）

　　注意：要用ScheduledExecutorService去創建ScheduledThreadpool，如果用Executor去引用，就只能調用Executor接口中定義的方法；如果用ExecutorService接口去引用，就只能調用ExecutorService接口中定義的方法，無法使用ScheduledExecutorService接口中新增的方法，那么也就失去了這種線程池的意義

第二部分：線程池的使用

第一種方式，構建一個線程池

ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

第二種方式，使用ThreadPoolExecutor構建一個線程池

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class test {
    public static void main(String args[]) {
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(5,10,
                10,TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<Runnable>(5));
        executorService.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("開始執行線程池中的任務");
            }
        });
    }
}

如果只是簡單的想要改變線程名稱的前綴的話可以自定義ThreadFactory來實現，在Executors.new…中有一個ThreadFactory的參數，如果沒有指定則用的是DefaultThreadFactory。

第三種方式，使用工具來創建線程池，Apache的guava中ThreadFactoryBuilder()來創建線程池，不僅可以避免OOM問題，還可以自定義線程名稱，方便出錯時溯源

第三部分：線程池的流程梳理

1、線程池的參數

　　(1) corePoolSize：核心線程數的大小

　　(2) maximumPoolSize：最大線程數的大小

　　(3) keepAliveTime：線程的空閑時間

　　(4) TimeUnit：空閑時間的單位

　　(5) workQueue：阻塞隊列

　　(6) threadFactory：線程工廠

　　(7) Handler：拒絕策略

參數的詳細說明：

　　(1) corePoolSize：池子里的線程數的大小，設置allowCoreThreadTimeOut(true)使核心線程數內的線程也可以被回收

　　(2) maximumPoolSize：當池子里的線程數達到核心線程數的大小，隊列也滿了，可以繼續創建的線程，直到線程數達到maximumPoolSize

　　(3) keepAliveTime：線程的空閑時間，是跟核心線程數和最大線程數之間的線程相關，這部分線程，當到達規定的空閑時間還沒有獲取到任務，則會被回收

　　(4) TimeUnit：空閑時間的單位

　　(5) workQueue：默認支持4種阻塞隊列

　　　　①ArrayBlockingQueue，基于數組的有界阻塞隊列，按FIFO排序。新任務進來后，會放到該隊列的隊尾，有界的數組可以防止資源耗盡問題。

　　　　②LinkedBlockingQuene，基于鏈表的無界阻塞隊列（其實最大容量為Interger.MAX），按照FIFO排序。由于該隊列的近似無界性，當線程池中線程數量達到corePoolSize　　　　　　后，再有新任務進來，會一直存入該隊列，而不會去創建新線程直到maxPoolSize，因此使用該工作隊列時，參數maxPoolSize其實是不起作用的。

　　　　③SynchronousQuene，一個不緩存任務的阻塞隊列，生產者放入一個任務必須等到消費者取出這個任務。也就是說新任務進來時，不會緩存，而是直接被調度執行該任務，　　　　　如果沒有可用線程，則創建新線程，如果線程數量達到maxPoolSize，則執行拒絕策略。

　　　　④PriorityBlockingQueue，具有優先級的無界阻塞隊列，優先級通過參數Comparator實現。

　　(6) threadFactory：線程工廠，用來創建一個新線程時使用的工廠，可以用來設定線程名，是否為daemon線程等

　　(7) Handler：拒絕策略

　　　　①CallerRunsPolicy(直接拒絕任務)，該策略下，在調用者線程中直接執行被拒絕任務的run方法，除非線程池已經shutdown，則直接拋棄任務。

　　　　②AbortPolicy(直接丟棄任務，并拋異常)，該策略下，直接丟棄任務，并拋出RejectedExecutionException異常。

　　　　③DiscardPolicy(直接丟棄任務，什么都不做)，該策略下，直接丟棄任務，什么都不做。

　　　　④DiscardOldestPolicy(嘗試添加新任務)，該策略下，拋棄進入隊列最早的那個任務，然后嘗試把這次拒絕的任務放入隊列

2、線程池的運行過程

　　(1)剛開始運行時，線程池是空的

　　(2)一個任務進來，檢查池中的線程數量，是否達到corePoolSize，如果沒有達到，則創建線程，執行任務

　　(3)任務執行完成之后，線程不會銷毀，而是阻塞的等待下一個任務

　　(4) 又進來一個任務，不是直接使用阻塞的線程，而是檢查線程池中的線程數大小，是否達到corePoolSize，如果沒有達到，則繼續創建新的線程，來執行新的任務，如此往復，　　直到線程池中的線程數達到corePoolSize，此時停止創建新的線程

　　(5)此時，又來新的任務，會選擇線程池中阻塞等待的線程來執行任務，有一個任務進來，喚醒一個線程來執行這個任務，處理完之后，再次阻塞，嘗試在workQueue上獲取下一　　個任務，如果線程池中沒有可喚醒的線程，則任務進入workQueue，排隊等待

　　(6)如果隊列是無界隊列，比如LinkedBlockingQueue，默認最大容量為Integer.MAX，接近于無界，可用無限制的接收任務，如果隊列是有界隊列，比如ArrayBlockingQueue，可限定隊列大小，當線程池中的線程來不及處理，然后，所有的任務都進入隊列，隊列的任務數也達到限定大小，此時，再來新的任務，就會入隊失敗，然后，就會再次嘗試在線程池里創建線程，直到線程數達到maximumPoolSize，停止創建線程

　　(7)此時，隊列滿了，新的任務無法入隊，創建的線程數也達到了maximumPoolSize，無法再創建新的線程，此時，就會reject掉，使用拒絕策略RejectedExecutionHandler，不讓繼續提交任務，默認的是AbortPolicy策略，拒絕，并拋出異常

　　(8)超出corePoolSize數創建的那部分線程，是跟空閑時間keepAliveTime相關的，如果超過keepAliveTime時間還獲取不到任務，線程會被銷毀，自動釋放掉

第四部分：線程池的應用場景

1、newSingleThreadExecutor：一個單線程的線程池，可以用于需要保證順序執行的場景，并且只有一個線程在執行。

2、newFixedThreadPool：一個固定大小的線程池，可以用于已知并發壓力的情況下，對線程數做限制。

3、newCachedThreadPool：一個可以無限擴大的線程池，比較適合處理執行時間比較小的任務。

4、newScheduledThreadPool：可以延時啟動，定時啟動的線程池，適用于需要多個后臺線程執行周期任務的場景。

5、newWorkStealingPool：一個擁有多個任務隊列的線程池，可以減少連接數，創建當前可用cpu數量的線程來并行執行。

線程池的實際業務場景：線程池適合單系統的大量的異步任務處理，比如發送短信、保存日志。

第五部分：線程池相關的面試題

1、為什么使用線程池，線程池有什么作用？

　　線程池，就是一個池子，存放指定數量的線程來執行任務，處理完任務的線程不進行回收，而是阻塞等待下一個任務，避免了頻繁的創建和銷毀線程，達到了線程的重用。

2、如何創建一個線程池？

　　最常用的，使用ThreadPoolExecutor實現類來創建線程池

3、如何關閉一個線程池？

　　ExecutorService提供了兩種方法來關閉線程池，shutdown()和shutdownNow()

　　(1) shutdown：拒收新的任務，立馬關閉正在執行的任務，可能會引起報錯，需要異常捕獲

　　(2) shutdownNow：拒收新的任務，等待任務執行完畢，要確保任務里不會有永久等待阻塞的邏輯，否則會導致線程關閉不了

　　不是馬上關閉，要想等待線程池關閉，還需要調用waitFermination來阻塞等待

　 還有一些業務場景下，需要知道線程池中的任務是否全部執行完成，當我們關閉線程池之后，可以用isTerminated來判斷所有的線程是否執行完成，千萬不要用isShutdown，它只　　是返回你是否調用過shutdown的結果

4、submit()和execute()方法的區別？

　　execute()方法在Executor()接口中，且是接口中唯一的方法

　　submit()方法在ExecutorService中，ExecutorService接口繼承Executor 接口

　　execute()方法，開啟線程執行池中的任務

　　submit()方法，也可以做到execute()的作用，它還可以返回執行結果，它的 功能是提交指定的任務去執行并且返回Future對象(即執行的結果)

　　submit()和execute()的區別：

　　1)接收的參數不一樣

　　2)submit()方法有返回值Future，而execute()方法沒有返回值

　　3)submit()方法方便處理Exception異常，意思就是，你在task里會拋出checked或者unchecked exception， 而又希望外面的調用者能夠感知這些exception并作出及時的處理，用 submit，通過捕獲Future.get拋出的異常

5、為什么不建議使用Executors創建線程，而使用ThreadPoolExecutor實現類來創建線程？

　　Executors中FixedThreadPool使用的是LinkedBlockingQueue隊列，近乎于無界，隊列大小默認為Integer.MAX_VALUE，幾乎可以無限制的放任務到隊列中，線程池中數量是固定的，當線程池中線程數量達到corePoolSize，不會再創建新的線程，所有任務都會入隊到workQueue中，線程從workQueue中獲取任務，但這個隊列幾乎永遠不會滿，只要隊列不滿，就不會再去創建新的線程，就跟maximumPoolSize和keepAliveTime沒有關系，此時，如果線程池中的線程處理任務的時間特別長，導致無法處理新的任務，隊列中的任務就會不斷的積壓，這個過程，會導致機器的內存使用不停的飆升，極端情況下會導致JVM OOM，系統就掛了。

　　總結：Executors中FixedThreadPool指定使用無界隊列LinkedBlockingQueue會導致內存溢出，所以，最好使用ThreadPoolExecutor自定義線程池

　　換一種問法：線程池中，無界隊列導致的內存飆升問題，同上

6、線程池如何調優

　　(1)首先，根據不同的需求選擇線程池，如果需要單線程順序執行，使用SingleThreadExecutor，如果已知并發壓力，使用FixedThreadPool，固定線程數的大小，執行時間小的任務，可以使用CachedThreadPool，創建可緩存的線程池，可以無限擴大線程池，可以靈活回收空閑線程，最多可容納幾萬個線程，線程空余60s會被回收，需要后臺執行周期任務的，可以使用ScheduledThreadPool，可以延時啟動和定時啟動線程池，

　　(2)如何確認線程池的最大線程數目，分CPU密集型和IO密集型，如果是CPU密集型或計算密集型，因為CPU的利用率高，核心線程數可設置為n(核數)+1，如果是IO密集型，CPU利用率不高，可多給幾個線程數，來進行工作，核心線程數可設置為2n(核數)

總結

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