多線程一直Java開發(fā)中的難點(diǎn)，也是面試中的常客，趁著還有時(shí)間，打算鞏固一下JUC方面知識，我想機(jī)會隨處可見，但始終都是留給有準(zhǔn)備的人的，希望我們都能加油！！！

沉下去，再浮上來，我想我們會變的不一樣的。

🍟線程池介紹

1）什么是線程池？

線程池（英語：thread pool）：一種線程使用模式。由系統(tǒng)維護(hù)的容納線程的容器，由CLR控制的所有AppDomain共享。線程池可用于執(zhí)行任務(wù)、發(fā)送工作項(xiàng)、處理異步 I/O、代表其他線程等待以及處理計(jì)時(shí)器。

2）為什么要使用線程池？

痛點(diǎn)：

不使用線程池的話，每次請求都會創(chuàng)建新的線程，然后銷毀，資源消耗大，復(fù)用率低。

在Java中，線程的線程棧所占用的內(nèi)存在Java堆外，不受Java程序控制，只受系統(tǒng)資源限制（如若系統(tǒng)給資源不足，可能創(chuàng)建失敗），默認(rèn)一個(gè)線程的線程棧大小是1M。如果每個(gè)請求都新建線程，1024個(gè)線程就會占用1個(gè)G內(nèi)存，系統(tǒng)很容易崩潰。

如若系統(tǒng)龐大，仍每次都在代碼中新建線程，不好管理，難以找到錯(cuò)誤，也不好監(jiān)控、調(diào)優(yōu)。

線程過多會帶來調(diào)度開銷， 進(jìn)而影響緩存局部性和整體性能。

原因：

線程池維護(hù)著多個(gè)線程，等待著監(jiān)督管理者分配可并發(fā)執(zhí)行的任務(wù)。這避免了在處理短時(shí)間任務(wù)時(shí)創(chuàng)建與銷毀線程的代價(jià)。線程池不僅能夠保證內(nèi)核的充分利用，還能防止過分調(diào)度。

線程池的優(yōu)勢：

線程池做的工作只要是控制運(yùn)行的線程數(shù)量，處理過程中將任務(wù)放入隊(duì)列，然后在線程創(chuàng)建后啟動這些任務(wù)，如果線程數(shù)量超過了最大數(shù)量， 超出數(shù)量的線程排隊(duì)等候，等其他線程執(zhí)行完畢，再從隊(duì)列中取出任務(wù)來執(zhí)行。

另外在我們常常看的阿里巴巴Java開發(fā)手冊也有提到：

【強(qiáng)制】線程資源必須通過線程池提供，不允許在應(yīng)用中自行顯式創(chuàng)建線程。

說明：使用線程池的好處是減少在創(chuàng)建和銷毀線程上所花的時(shí)間以及系統(tǒng)資源的開銷，解決資源不足的問題。如果不使用線程池，有可能造成系統(tǒng)創(chuàng)建大量同類線程而導(dǎo)致消耗完內(nèi)存或者“過度切換”的問題。

3）特點(diǎn)

降低資源消耗：通過重復(fù)利用已創(chuàng)建的線程降低線程創(chuàng)建和銷毀造成的銷耗。

提高響應(yīng)速度：當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，任務(wù)可以不需要等待線程創(chuàng)建就能立即執(zhí)行。

提高線程的可管理性： 線程是稀缺資源，如果無限制的創(chuàng)建，不僅會消耗系統(tǒng)資源，還會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使用線程池可以進(jìn)行統(tǒng)一的分配，調(diào)優(yōu)和監(jiān)控。

4）架構(gòu)

Java 中的線程池是通過 Executor 框架實(shí)現(xiàn)的，該框架中用到了 Executor， ExecutorService，ThreadPoolExecutor, 這幾個(gè)類

另外還有Executors這個(gè)方便封裝的工具類。但是不建議使用😂

5）線程池參數(shù)說明

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler)

corePoolSize 線程池的核心線程數(shù)

• 當(dāng)提交一個(gè)任務(wù)時(shí)，如果當(dāng)前核心線程池的線程個(gè)數(shù)沒有達(dá)到 corePoolSize，則會創(chuàng)建新的線程來執(zhí)行所提交的任務(wù)，即使當(dāng)前核心線程池有空閑的線程。如果當(dāng)前核心線程池的線程個(gè)數(shù)已經(jīng)達(dá)到了 corePoolSize，則不再重新創(chuàng)建線程。

maximumPoolSize 能容納的最大線程數(shù)

• 即當(dāng)阻塞隊(duì)列已滿時(shí)，并且當(dāng)前線程池線程個(gè)數(shù)沒有超過 maximumPoolSize 的話，就會創(chuàng)建新的線程來執(zhí)行任務(wù)。

keepAliveTime 空閑線程存活時(shí)間

• 如果當(dāng)前線程池的線程個(gè)數(shù)已經(jīng)超過了 corePoolSize，并且線程空閑時(shí)間超過了 keepAliveTime 的話，就會將這些空閑線程銷毀，這樣可以盡可能降低系統(tǒng)資源消耗。

unit 存活的時(shí)間單位

workQueue 存放提交但未執(zhí)行任務(wù)的隊(duì)列，即阻塞隊(duì)列。

threadFactory 創(chuàng)建線程的工廠類

handler 等待隊(duì)列滿后的拒絕策略

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線程池中，有三個(gè)重要的參數(shù)，決定影響了拒絕策略：

corePoolSize - 核心線 程數(shù)，也即最小的線程數(shù)。

workQueue - 阻塞隊(duì)列 。

maximumPoolSize - 最大線程數(shù) 當(dāng)提交任務(wù)數(shù)大于 corePoolSize 的時(shí)候，會優(yōu)先將任務(wù)放到 workQueue 阻塞隊(duì)列中。當(dāng)阻塞隊(duì)列飽和后，會擴(kuò)充線程池中線程數(shù)，直到達(dá)到 maximumPoolSize 最大線程數(shù)配置。此時(shí)，再多余的任務(wù)，則會觸發(fā)線程池 的拒絕策略了。 總結(jié)起來，也就是一句話，當(dāng)提交的任務(wù)數(shù)大于（workQueue.size() + maximumPoolSize ），就會觸發(fā)線程池的拒絕策略。

6）拒絕策略

AbortPolicy: 丟棄任務(wù)，并拋出拒絕執(zhí)行 RejectedExecutionException 異常信息。線程池默認(rèn)的拒絕策略。必須處理好拋出的異常，否則會打斷當(dāng)前的執(zhí)行流程，影響后續(xù)的任務(wù)執(zhí)行。

CallerRunsPolicy: 當(dāng)觸發(fā)拒絕策略，只要線程池沒有關(guān)閉的話，則使用調(diào)用線程直接運(yùn)行任務(wù)。一般并發(fā)比較小，性能要求不高，不允許失敗。但是，由 于調(diào)用者自己運(yùn)行任務(wù)，如果任務(wù)提交速度過快，可能導(dǎo)致程序阻塞，性能效 率上必然的損失較大

DiscardPolicy: 直接丟棄.

DiscardOldestPolicy: 觸發(fā)拒絕策略時(shí)，只要線程池沒有關(guān)閉的話，丟棄阻塞隊(duì)列 workQueue中最老的任務(wù)，并將新任務(wù)加入

🧇線程池種類

Jav有4種默認(rèn)線程池，分別是：

2.1、 newCachedThreadPool

作用：創(chuàng)建一個(gè)可緩存線程池，此線程池不會對線程池大小做限制，線程池大小完全依賴于操作系統(tǒng)(或者說JVM)能夠創(chuàng)建的最大線程大小。如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程.

比較適合用于創(chuàng)建一個(gè)可無限擴(kuò)大的線程池，執(zhí)行時(shí)間較短，任務(wù)多的場景。

特點(diǎn)：

線程池中數(shù)量不固定，可以達(dá)到（Interger. MAX_VALUE)

線程池中的線程可進(jìn)行緩存重復(fù)利用和回收（回收默認(rèn)時(shí)間為 1 分鐘，即1分鐘內(nèi)沒有任務(wù)的線程）。

創(chuàng)建方式：

/*** 可緩存線程池* @return*/ public static ExecutorService newCachedThreadPool() {/*** corePoolSize 線程池的核心線程數(shù)* maximumPoolSize 能容納的最大線程數(shù)* keepAliveTime 空閑線程存活時(shí)間* unit 存活的時(shí)間單位* workQueue 存放提交但未執(zhí)行任務(wù)的隊(duì)列* threadFactory 創(chuàng)建線程的工廠類:可以省略* handler 等待隊(duì)列滿后的拒絕策略:可以省略*/return new ThreadPoolExecutor(0,Integer.MAX_VALUE,60L,TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<>(),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); }

2.2、newFixedThreadPool

作用：

用來創(chuàng)建一個(gè)可重用固定線程數(shù)的線程池，以共享的無界隊(duì)列（LinkedBlockingQueue）方式來運(yùn)行這些線程。

適用于預(yù)測并發(fā)壓力的情況下，對線程數(shù)做出限制；或者對線程數(shù)有嚴(yán)格限制的場景。

特點(diǎn)：

線程數(shù)固定可重用。

corePoolSize和maximunPoolSize設(shè)定值相等。

keepAliveTime為0，一旦有多余的空閑線程，就會被立即停止掉。

阻塞隊(duì)列采用了LinkedBlockingQueue，它是一個(gè)無界隊(duì)列，因此永遠(yuǎn)不可能拒絕任務(wù)，超出的任務(wù)都需在隊(duì)列中等待。

創(chuàng)建方式：

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

2.3、newSingleThreadExecutor

作用：

創(chuàng)建一個(gè)使用單個(gè) worker 線程的 Executor，以無界隊(duì)列（LinkedBlockingQueue）方式來運(yùn)行該線程。超出的任務(wù)都將存儲在隊(duì)列中，等待執(zhí)行。

適用于需要保證順序執(zhí)行各個(gè)任務(wù)，并且在任意時(shí)間點(diǎn)，不會同時(shí)有多個(gè)線程的場景

特點(diǎn)：

線程池中最多執(zhí)行 1 個(gè)線程，之后提交的線程活動將會排在隊(duì)列中以此 執(zhí)行

創(chuàng)建方式：

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

2.4、newScheduledThreadPool

作用：

創(chuàng)建一個(gè) corePoolSize 為傳入?yún)?shù)，最大線程數(shù)為（Integer.MAX_VALUE）的線程池，此線程池支持定時(shí)以及周期性執(zhí)行任務(wù)的需求。

比較適用于需要多個(gè)后臺線程執(zhí)行周期任務(wù)的場景，某個(gè)時(shí)候要收集日志了，發(fā)送推送消息拉等等都很合適😂

特點(diǎn)：

可定時(shí)或延遲執(zhí)行線程活動~~（我拿這個(gè)模擬過動態(tài)定時(shí)，意思是給定個(gè)未來某個(gè)時(shí)間，然后到那個(gè)時(shí)間點(diǎn)就執(zhí)行）~~

創(chuàng)建方式：

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory); }public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,ThreadFactory threadFactory) {super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,new DelayedWorkQueue(), threadFactory); }public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory) {this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,threadFactory, defaultHandler); }

🍖入門案例

火車站 3 個(gè)售票口, 10 個(gè)用戶買票

import java.util.concurrent.*;/*** 入門案例*/ public class ThreadPoolDemo1 {/*** 火車站 3 個(gè)售票口, 10 個(gè)用戶買票** @param args*/public static void main(String[] args) {//定時(shí)線程次:線程數(shù)量為 3---窗口數(shù)為 3ExecutorService threadService = new ThreadPoolExecutor(3,3,60L,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<>(),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());try {//10 個(gè)人買票for (int i = 1; i <= 10; i++) {threadService.execute(() -> {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 窗口,開始賣票");Thread.sleep(500);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 窗口買票結(jié)束");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}});}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {//完成后結(jié)束threadService.shutdown();}} } /**pool-1-thread-3 窗口,開始賣票pool-1-thread-2 窗口,開始賣票pool-1-thread-1 窗口,開始賣票pool-1-thread-3 窗口買票結(jié)束pool-1-thread-2 窗口買票結(jié)束pool-1-thread-1 窗口買票結(jié)束....*/

🍤線程池底層工作原理(重要)

public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();int c = ctl.get();//如果線程池的線程個(gè)數(shù)少于corePoolSize則創(chuàng)建新線程執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {//執(zhí)行addworker，創(chuàng)建一個(gè)核心線程，創(chuàng)建失敗重新獲取ctlif (addWorker(command, true))return;c = ctl.get();} //如果工作線程數(shù)大于核心線程數(shù)，判斷線程池的狀態(tài)是否為running，并且可以添加進(jìn)隊(duì)列 //如果線程池不是running狀態(tài)，則執(zhí)行拒絕策略，（還是會調(diào)用一次addworker）if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {//再次獲取ctl，進(jìn)行雙重檢索int recheck = ctl.get();//如果線程池是不是處于RUNNING的狀態(tài)，那么就會將任務(wù)從隊(duì)列中移除， //如果移除失敗，則會判斷工作線程是否為0 ，如果過為0 就創(chuàng)建一個(gè)非核心線程 //如果移除成功，就執(zhí)行拒絕策略，因?yàn)榫€程池已經(jīng)不可用了；if (! isRunning(recheck) && remove(command))//為給定的命令調(diào)用被拒絕的執(zhí)行處理程序reject(command);else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}//檢查是否可以根據(jù)當(dāng)前池狀態(tài)和給定界限（核心或最大值）添加新的工作線程。 //如果是這樣，則相應(yīng)地調(diào)整工作人員數(shù)量，并且如果可能，將創(chuàng)建并啟動一個(gè)新工作人員，將 firstTask 作為其第一個(gè)任務(wù)運(yùn)行。 //如果池已停止或有資格關(guān)閉，則此方法返回 false。 //如果線程工廠在詢問時(shí)未能創(chuàng)建線程，它也會返回 false。 //如果線程創(chuàng)建失敗，要么是由于線程工廠返回 null，要么是由于異常（通常是 Thread.start() 中的 OutOfMemoryError），我們會干凈利落地回滾。else if (!addWorker(command, false))// 為給定的命令調(diào)用被拒絕的執(zhí)行處理程序reject(command); }

上圖取自：線程池ThreadPoolExecutor實(shí)現(xiàn)原理 作者：你聽___

execute執(zhí)行邏輯：

在創(chuàng)建了線程池后，線程池中的線程數(shù)為零

當(dāng)調(diào)用 execute()方法添加一個(gè)請求任務(wù)時(shí)，線程池會做出如下判斷：

• 如果正在運(yùn)行的線程數(shù)量小于 corePoolSize，那么馬上創(chuàng)建線程運(yùn)行這個(gè)任務(wù)；
• 如果正在運(yùn)行的線程數(shù)量大于或等于 corePoolSize，那么將這個(gè)任務(wù)放入 隊(duì)列；
• 如果這個(gè)時(shí)候隊(duì)列滿了且正在運(yùn)行的線程數(shù)量還小于 maximumPoolSize，那么還是要?jiǎng)?chuàng)建非核心線程立刻運(yùn)行這個(gè)任務(wù)；
• 如果隊(duì)列滿了且正在運(yùn)行的線程數(shù)量大于或等于 maximumPoolSize，那么線程 池會啟動飽和拒絕策略來執(zhí)行。

當(dāng)一個(gè)線程完成任務(wù)時(shí)，它會從隊(duì)列中取下一個(gè)任務(wù)來執(zhí)行

當(dāng)一個(gè)線程無事可做超過一定的時(shí)間（keepAliveTime）時(shí)，線程會判斷：

如果當(dāng)前運(yùn)行的線程數(shù)大于 corePoolSize，那么這個(gè)線程就被停掉。

所以線程池的所有任務(wù)完成后，它最終會收縮到 corePoolSize 的大小。

🍦注意事項(xiàng)

創(chuàng)建線程池推薦適用 ThreadPoolExecutor 及其 7 個(gè)參數(shù)手動創(chuàng)建

為什么不使用Executors創(chuàng)建？

🍕自言自語

最近又開始了JUC的學(xué)習(xí)，感覺Java內(nèi)容真的很多，但是為了能夠走的更遠(yuǎn)，還是覺得應(yīng)該需要打牢一下基礎(chǔ)。

最近在持續(xù)更新中，如果你覺得對你有所幫助，也感興趣的話，關(guān)注我吧，讓我們一起學(xué)習(xí)，一起討論吧。

你好，我是博主寧在春，Java學(xué)習(xí)路上的一顆小小的種子，也希望有一天能扎根長成蒼天大樹。

希望與君共勉😁

我們：待別時(shí)相見時(shí)，都已有所成。

參考：

線程池ThreadPoolExecutor實(shí)現(xiàn)原理

https://www.zhihu.com/question/23212914/answer/245992718 作者：大閑人柴毛毛

阿里巴巴開發(fā)手冊

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JUC系列（九）| ThreadPool 线程池的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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