Java多线程--创建和使用线程池

使用线程池的目的

• 线程是稀缺资源，不能频繁的创建

• 解耦作用：线程的创建与执行完全分开，方便维护

• 将其放入一个池子中，可以给其他任务进行复用

优点

• 降低资源消耗，通过重复利用已创建的线程来降低线程创建和销毁造成的消耗。

• 提高相应速度，当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。

• 提高线程的可管理性，线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅仅会消耗系统资源，还会降低体统的稳定性，使用线程可以进行统一分配，调优和监控

创建线程池的方式

　在 JDK 1.5 之后推出了相关的 api，常见的创建线程池方式有以下三种：

• Executors.newCachedThreadPool()：无限线程池，线程池动态扩容

• Executors.newFixedThreadPool(nThreads)：创建固定大小的线程池

• Executors.newSingleThreadExecutor()：创建单个线程的线程池

• Executors.newScheduledThreadPool()：定时执行的线程池

　JDK1.8新增

• Executors.newWorkStealingPool()： newWorkStealingPool适合使用在很耗时的操作，但是newWorkStealingPool不是ThreadPoolExecutor的扩展，它是新的线程池类ForkJoinPool的扩展，但是都是在统一的一个Executors类中实现，由于能够合理的使用CPU进行对任务操作（并行操作），所以适合使用在很耗时的任务中

但是在阿里巴巴开发规约中对线程池的创建有以下几个强制要求：

可以看到规约是不允许使用Executors直接创建线程池的，而要通过ThreadPoolExecutor的方式创建

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
}

我们看到这三种方式的源码也是通过ThreadPoolExecutor的方式来创建的，接下来我们看一下ThreadPoolExecutor的API

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

这几个核心参数的作用：

• corePoolSize 核心线程池大小

• maximumPoolSize 为线程池最大线程大小

• keepAliveTime线程池中超过 corePoolSize 数目的空闲线程最大存活时间

• unit  keepAliveTime的时间单位

• workQueue 用于存放任务的阻塞队列

• threadFactory 线程工厂，可以自定义线程名称

• handler 当队列和最大线程池都满了之后的拒绝策略

  • AbortPolicy：处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException 
  • CallerRunsPolicy：线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度
  • DiscardPolicy：不能执行的任务将被删除 
  • DiscardOldestPolicy：如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程）

工作原理

• 当线程池小于corePoolSize时，新提交任务将创建一个新线程执行任务，即使此时线程池中存在空闲线程

• 当线程池达到corePoolSize时，新提交任务将被放入 workQueue 中，等待线程池中任务调度执行
  

• 当workQueue已满，且 maximumPoolSize 大于 corePoolSize 时，新提交任务会创建新线程执行任务 

• 当提交任务数超过 maximumPoolSize 时，新提交任务由 RejectedExecutionHandler 处理
  

• 当线程池中超过corePoolSize 线程，空闲时间达到 keepAliveTime 时，关闭空闲线程

• 当设置allowCoreThreadTimeOut(true) 时，线程池中 corePoolSize 线程空闲时间达到 keepAliveTime 也将关闭

 线程池大小创建的原则

• IO 密集型任务：由于线程并不是一直在运行，所以可以尽可能的多配置线程，比如 CPU 个数 * 2

• CPU 密集型任务（大量复杂的运算）应当分配较少的线程，比如 CPU 个数相当的大小

附：SpringBoot线程池工具类