线程池（治理线程的法宝）

1. 线程池的介绍

线程池（thread pool）：一种线程使用模式。线程过多会带来调度开销，进而影响缓存局部性和整体性能。而线程池维护着多个线程，对线程统一管理。

线程池就是存放线程的池子，池子里存放了很多可以复用的线程。

创建线程和销毁线程的花销是比较大的（手动new Thread 类），创建和消耗线程的时间有可能比处理业务的时间还要长。这样频繁的创建线程和销毁线程是比较消耗资源的。（我们可以把创建和销毁的线程的过程去掉）。

2. 创建和停止线程池

• 线程池构造函数的参数
  

  • KeepAliveTime
    • 如果线程池当前的线程数多于corePoolSize，那么如果多余的线程空闲时间超过KeepAliveTime，他们就会被终止。
  • ThreadFactory
    • 新的线程是由ThreadFactory创建的，默认使用Executors.defaultFactory()，创建出来的线程都在同一个线程组，拥有同样的NORM_PRIORITY优先级并且都不是守护线程。如果自己指定ThreadFactory，那么就可以改变线程名、线程组、优先级、是否是守护线程等。
  • WorkQueue
    • 有三种最常见的队列类型：
      1. 直接交接：SynchronousQueue，做中转，不做缓冲。
      2. 无界队列：LinkedBlockingQueue，没有长度限制。
      3. 有界队列：ArrayBlockingQueue，有界队列，maximumPoolSize有效。

• 添加线程规则
  1. 如果线程数小于corePoolSize，即使其他工作线程处于空闲状态，也会创建一个新线程来运行新任务。
  2. 如果线程数等于（或大于）corePoolSize但小于maximumPoolSize，则将任务放入队列中。
  3. 如果队列已满，并且线程数小于maxPoolSize，则创建一个新线程来运行任务。
  4. 如果队列已满，并且线程数大于或等于maxPoolSize，则拒绝该任务。

• 增减线程的特点

  1. 通过设置corePoolSize和maximumPoolSize相同，就可以创建固定大小的线程池。
  2. 线程池希望保持较少的线程数，并且只有在负载变得很大时才增加它。
  3. 只有在队列填满时才回创建多于corePoolSize的线程，所以如果你是用的是无界队列（例如LinkedBlockingQueue），那么线程数就会不超过corePoolSize。
     

• 线程池应该手动创建还是自动创建

  • newFixedThreadPool

    • 由于传进去的LinkedBlockingQueue是没有容量上限的，所以当请求越来越多，并且无法及时处理完毕的时候，也就是请求堆积的时候，会容易造成占用大量的内存，可能会导致OOM。

  • newSingleThreadExecutor

    • 和newFixedThreadPool的原理基本一致，只不过把线程数直接设置成了1，所以这也会导致同样的问题，也就是请求堆积的时候，可能会占用大量的内存。

  • newCachedThreadPool

    • 第二个参数maximumPoolSize设置为int的最大值，且使用的队列是无界队列，这可能会创建非常多的线程，甚至OOM。

  • newScheduledThreadPool

    • 也是maximumPoolSize最大整数，且使用DelayedWorkQueue也是无界队列，有OOM的风险。

  • 正确的创建线程池
    根据不同的业务场景，自己设置线程池参数。

• 线程池里的线程数量设定为多少比较合适

  • CPU密集型（加密、计算hash等）：最佳线程数为CPU核心数的1-2倍左右。
  • 耗时IO型（读写数据库、文件、网络读写等）：最佳线程数一般会大于cpu核心数很多倍，以JVM线程监控显示繁忙情况为依据，保证线程空闲可以衔接上。
  • Brain Goetz大佬推荐的计算方法:线程数=CPU核心数*（1+平均等待时间/平均工作时间）

• 停止线程池的正确方法

  • shutdown：通知线程池停止，线程池将不再接收新的任务，在执行完已接收的任务后停止线程池。
  • isShutdown：判断线程池是否已接收到停止信号，即shutdown命令。
  • isTerminated：判断线程池是否已停止。
  • awaitTermination：给定一个时间长度，在这段时间之后判断线程池是否已完全停止。
  • shutdownNow：立即停止线程池，对正在运行的线程用interrupt中断，未运行已提交的任务用Runnable列表返回。

3. 任务太多怎么拒绝

• 拒绝时机
  1. 当Executor关闭时，提交新任务会被拒绝。
  2. 当Executor对最大线程和工作队列容量使用有限边界并且已经饱和时。
• 4种拒绝策略
  1. AbortPolicy：直接抛出异常。
  2. DiscardPolicy：直接丢弃，没有通知。
  3. DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务，将新加入的任务放置队列中。
  4. CallerRunsPolicy ：那个线程提交的任务就给那个线程跑

5. 实现原理

• 线程池组成部分
  • 线程池管理器
  • 工作线程
  • 任务队列
  • 任务接口（Task）