1，前言

Java中的线程池是运用场景最多的并发框架，几乎所有需要异步或者并发执行任务的程序都可以使用线程池。线程池能带来的好处：

• 降低资源消耗：重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗
• 提高响应速度：当任务到达后，可以使用已经创建好的线程来执行任务
• 提高线程的可管理性：无限制的创建线程会降低系统的稳定性，使用线程池可以统一分配、调优和监控

2，线程池

当提交一个新的任务到线程池后，线程池的处理流程如下：

1. 判断核心线程池中的线程数是否小于corePoolSize指定的数量
2. 如果是，就继续创建核心线程完成任务（执行这一步骤需要获取全局锁，因为获取全局锁是一个严重的可伸缩瓶颈，应避免）
3. 如果不是，会将任务加入任务队列中
4. 当任务队列满了之后，如果还有新的任务进来，就判断创建新的线程是否会使线程总数大于maximumPoolSize
5. 如果不是，创建新的线程并执行任务
6. 如果是，执行拒绝策略

值得注意的是，当线程池中的线程数大于等于corePoolSize，线程池也就完成了预热，之后再进来新任务，几乎所有的任务都是执行步骤3【大致流程可以理解为：优先让核心线程池的线程数达到充盈，借助新起的其他工作线程来辅助完成额外的任务】

流程示意图如下：

工作线程：线程池创建线程时，会将线程封装成工作线程 Worker，Worker 在执行完 任务后，还会循环获取工作队列里的任务来执行。

线程池中的线程执行任务分两种情况，如下：

1. 在execute()方法中创建一个线程时，会让这个线程执行当前任务
2. 这个线程执行完当前的任务后，会反复从BlockingQueue获取任务来执行

2.1，创建

使用ThreadPoolExecutor来创建一个线程池

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler
1
2
3
4
5
6
7

这几个相关的参数如下：

• corePoolSize（线程池的基本大小）：当提交一个任务到线程池时，线程池会创建 一个线程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程， 等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。如果调用了线程池的 prestartAllCoreThreads()方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程
• maximumPoolSize：线程池允许创建的最大线程数【如果任务队列使用的是无界队列，该参数无效】
• keepAliveTime：线程保持活动时间。线程池的工作线程空闲后，保持存活的时间
• unit：线程保持活动时间的时间单位
• workQueue：用于保存等待执行的任务的阻塞队列（队列满时，阻塞插入操作；队列空时，阻塞获取操作）。可以选择以下几个阻塞队列：
  • ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按FIFO原则对元素进行排序
  • LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按 FIFO 排序元 素，吞吐量通常要高于 ArrayBlockingQueue
  • SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个 线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于 Linked-BlockingQueue
  • PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列
• threadFactory：设置创建线程的工厂
• handler：饱和策略，当队列和线程池都满了，说明线程池处 于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是 AbortPolicy，表示无法处理新任务时抛出异常。在 JDK 1.5 中 Java 线程池框架提 供了以下 4 种策略
  • AbortPolicy：直接抛出异常
  • CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来执行任务
  • DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务
  • DiscardPolicy：不处理，丢弃掉
  • 可以通过实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略

2.2，向线程池提交任务

可以使用两个方法向线程池提交任务：

• execute()
• submit()

execute()

execute()用于提交不需要返回值的任务，所以无法判断任务是否被线程池执行成功。它需要传入一个Runnable类的实例

public void execute(Runnable command) {
    ......
}
1
2
3

submit()

submit()用于提交需要返回值的任务，线程池会返回一个future类型的对象，通过这个future对象可以判断任务是否成功，并且通过get()获取返回值，get()会阻塞当前线程直到任务完成。

    Future<Object> future = executor.submit(harReturnValuetask);
    try {
        Object s = future.get();
    } catch (InterruptedException e) {
        // 处理中断异常
    } catch (ExecutionException e) {
        // 处理无法执行任务异常
    } finally {
        // 关闭线程池
        executor.shutdown();
    }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

2.3，关闭线程池

可以通过调用线程池的shutdown或shutdownNow来关闭线程池。它们的原理时遍历线程池中的工作线程，逐个调用线程的interrupt()来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法终止。

区别

• shutdownNow：首先湘江线程池的状态设置为STOP，然后尝试停止所有正在执行或者暂停任务的线程，并返回等待执行任务的列表
• shutdown：将线程池的状态设置为SHUTWODN状态，然后中断所有没有正在执行的线程

只要调用了这两个关闭方法中的任意一个，isShutdown 方法就会返回 true。当所有 的任务都已关闭后，才表示线程池关闭成功，这时调用 isTerminaed 方法会返回 true。至 于应该调用哪一种方法来关闭线程池，应该由提交到线程池的任务特性决定，通常调用shutdown方法来关闭线程池，如果任务不一定要执行完，则可以调用 shutdownNow 方 法