线程池

前言

平时讨论多线程处理，一定会说使用线程池，那为什么要使用线程池呢？其实，这个问题也可以反过来思考一下，如果不使用线程池会怎么样？

当需要多线程并发执行任务时，只能不断的通过new Thread创建线程，每创建一个线程都需要在堆上分配内存空间，同时需要分配虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器等线程私有的内存空间，当这个线程对象被可达性分析算法标记为不可用时，被GC回收，这样频繁的创建和回收需要大量的额外开销。再者说，JVM的内存资源是有限的，如果系统中大量的创建线程对象，JVM很可能直接抛出OutOfMemoryError异常，还有大量的线程去竞争CPU会产生其他的性能开销，更多的线程反而会降低性能，所以必须要限制线程数。

既然不使用线程池会有那么多问题，我们来看一下使用线程池有哪些好处：

1.使用线程池可以复用池中的线索，不需要每次都创建新线程，减少创建和销毁线程的开销。

2.同时，线程池具有队列缓冲策略，拒绝机制和动态管理线程个数，特定的线程池还具有定时执行，周期执行功能，比较重要的一点是线程池可以实现线程环境的隔离，例如分别定义支付功能相关线程池和优惠券功能相关线程池，当其中一个运行有问题时不会影响另一个。

一个线程池里面有多个线程，因此我们后续都是用线程池对象的方法进行多线程操作的，这样我们只针对线程池对象就行了，不必再针对线程对象了，因此我们就不用频繁的创建销毁线程了。

线程池的类结构图

如下图：

线程池状态

Running:线程池运行状态

Shutdown状态：线程池不会再接收新的任务，但会处理阻塞队列剩余任务

Stop状态：会中断正在执行的任务，并抛弃阻塞队列任务

Tidying状态：任务全部执行完毕，活动线程为0即将进入终结

Terminated状态：终结状态。

ThreadPoolExecutor构造方法

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler)
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corePoolSize 核心线程数目，最多保留的线程数

maximumPoolSize 最大线程数目

keepAliveTime 生存时间-针对救急线程

unit 时间单位-针对救急线程

workQueue 阻塞队列

threadFactory 线程工厂-可以为线程创建时起个好名字

handler 拒绝策略

最大线程数=核心线程数+救急线程数，其中核心线程不会消失永远存在，而救急线程是会消失的。

使用newFixedThreadPool方法给线程池创建固定线程数

newFixedThreadPool方法可以在线程池里面创建固定的线程个数，如下图：

当我们调用我们的线程池执行一个任务的时候，线程池会调用它里面的线程此任务，如下图：

提交任务方法submit

//执行任务
void execute(Runnable command);

//提交任务task,用返回值Future获得任务执行结果
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);

//提交tasks中所有任务
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
    throws InterruptedException;

//提交tasks中所有任务，带超时时间
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extend Callable<T>> tasks,
                             long timeout,TimeUnit unit)
    throws InterruptedException;

//提交tasks中所有任务，哪个任务先成功执行完毕，返回此任务执行结果，其他任务取消
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
    throws InterruptedException;

//提交tasks中所有任务，哪个任务先成功执行完毕，返回此任务执行结果，其他任务取消，带超时时间
<T> T invokeAny(Collection<>? extends Callable<T>> tasks,
               long timeout,TimeUnit unit)
    throws InterruptedException;
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当我们使用submit给线程池提交任务的时候，线程池会用它里面的不同的线程去并发执行这些任务，如下图：

submit方法提交任务的时候，有两种类型的参数，一种是Callable线程任务，这种任务有返回值并且可以内部抛异常，另外一种是Runnable线程任务，这种任务没有返回值并且不可以在内部抛异常。但是Callable和Runnable对象都属于是多线程任务对象。Callable线程对象对应的线程方法是call方法，而Runnable线程对象对应的方法是run方法。

对于任务来讲，只要它一提交到线程池里面，它就会被自动的用线程池里面的线程执行了。

使用submit提交的线程任务，一般会在下面的普通代码执行之后执行，如下图：

关闭线程池方法shutdown

/**
	线程池状态变为 shutdown
	不会接收新任务
	但已提交的任务会执行完
	此方法不会阻塞调用线程的执行
*/
void shutdown();

/**
	线程池状态变为stop
	不会接收新任务
	会将队列中的任务返回
	并用interrupt的方式中断正在执行的任务
*/
List<Runnable> shutdownNow();


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创建多线程的几个方法

直接继承Thread

实现Runnable接口

实现Callable接口

jdk1.8新增线程池

使用偷窃线程池的时候，线程池中的每个线程都有一个任务队列，线程之前可以互相帮助，如果一个线程的工作已经干完了，发现另外一个线程的工作还没有干完，那么这个线程会去帮另外一个线程工作。这个线程池非常适合于耗时较长的任务。