JUC之ThreadPoolExecutor实现原理

最近一直在总结多线程相关的知识点，为了解决多线程下安全性的问题，java提供了各种手段

1.锁功能，synchronized以及各种Lock，还有volatile、final关键字

2.支持并发的容器，如CurrentHashMap、BlockingQueue

3.用于同步的工具，如基于AQS实现的工具集

4.基于CAS的无锁操作

这些工具都是提供给多线程使用的，作为并发程序中的主角之一“多线程”，也是应该有规范使用机制。对于计算机来说线程是一种宝贵的资源，线程太少，并发功能就利用率就低；线程太多，会占用太多的系统资源。java中使用线程池的概念来规范多线程的使用。一下是线程池的处理流程图

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线程池技术的具体使用方法

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

1. corePoolSize – 池中所保存的线程数，包括空闲线程。如果运行的线程少于 corePoolSize，则创建新线程来处理请求，即使其他辅助线程是空闲的。
2. maximumPoolSize – 池中允许的最大线程数。如果运行的线程多于 corePoolSize 而少于 maximumPoolSize，则仅当workQueue队列满时才创建新线程。
3. keepAliveTime – 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。
4. unit – keepAliveTime 参数的时间单位。
5. workQueue – 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。
6. threadFactory – 执行程序创建新线程时使用的工厂。
7. handler – RejectedExecutionHandler由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。
   • AbortPolicy：直接抛出异常。
   • CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来运行任务。
   • DiscardOldestPolicy：丢弃工作队列里最近的一个任务，并执行当前任务。
   • DiscardPolicy：不处理，丢弃掉。
   • 当然也可以根据应用场景需要来实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略。如记录日志或持久化不能处理的任务。
8. mainLock 对整个ThreadPoolExecutor对象的锁，修改poolSize, corePoolSize,
   • maximumPoolSize, runState和workers set需要加锁。
9. workers 存储工作线程对应Worker对象的HashSet，Worker类既是一个Runnable，也有一个ReentrantLock成员，poolSize为works的大小
10. termination 线程池ThreadPoolExecutor对象的生命周期终止条件，和mainLock相关
11. largestPoolSize 线程池跑过的最大线程数
12. completedTaskCount 完成任务数
13. 向线程池提交任务，submit相对execute有返回值，可取消，而且方便处理异常，submit调用了execute，submit提交的任务类型为RunnableFuture(FutureTask)。
14. ScheduledThreadPoolExecutor ScheduledThreadPoolExecutor利用DelayQueue(lock、Condition和优先级队列)来实现线程的调度
15. 线程池状态：
    • RUNNING 在ThreadPoolExecutor被实例化的时候就是这个状态
    • SHUTDOWN 通常是已经执行过shutdown()方法，不再接受新任务，等待线程池中和队列中任务完成
    • STOP 通常是已经执行过shutdownNow()方法，不接受新任务，队列中的任务也不再执行，并尝试终止线程池中的线程
    • TERMINATED terminated()(调用shutdown或者corePoolSize为0会自动关闭时)行完毕，就会到达这个状态，ThreadPoolExecutor终结