JAVA线程 -- 线程池ThreadPoolExecutor

• Executor：执行器接口
• ExecutorService：在Executor的基础上提供了执行器的生命周期管理，任务异步执行等功能
• ScheduledExecutorService：在Excutor的基础上提供了任务的延迟执行/周期执行的功能
• Excutors：生产具体的执行器静态工厂
• ThreadFactory：线程工程，用于创建单个线程
• AbstractExcutorService：ExecutorService的抽象实现，为各类执行器的实现提供基础
• ThreadPoolExcutor：最常用的Excutor，以线程池的方式管理线程

通过Executors以静态方法的方式直接调用，实质上是它们最终调用的是ThreadPoolExecutor的构造方法。

ThreadPoolExecutor解析

下面来看看ThreadPoolExecutor的构造方法的代码

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
                null :
                AccessController.getContext();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

• corePoolSize：线程池维护线程的最小数量。
• maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量。
  
• keepAliveTime：空闲线程的存活时间。
  
• TimeUnit unit：时间单位，现有纳秒，微秒，毫秒，秒枚举值。
• BlockingQueue<Runnable> workQueue：持有等待执行的任务队列，它一般分为直接提交队列、有界任务队列、无界任务队列、优先任务队列几种。
• handler：拒绝策略；当任务太多来不及处理时，如何拒绝任务；
• threadFactory：线程工厂，用于创建线程。

线程池对任务的处理流程

一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池，任务就是一个 Runnable类型的对象，任务的执行方法就是Runnable类型对象的run()方法。

当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时：

• 如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
• 如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
• 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
• 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。

• 当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。

workQueue任务队列

• Direct handoffs 直接握手队列
  Direct handoffs 的一个很好的默认选择是 SynchronousQueue，它将任务交给线程而不需要保留。这里，如果没有线程立即可用来运行它，那么排队任务的尝试将失败，因此将构建新的线程。
  此策略在处理可能具有内部依赖关系的请求集时避免锁定。Direct handoffs 通常需要无限制的maximumPoolSizes来避免拒绝新提交的任务。 但得注意，当任务持续以平均提交速度大余平均处理速度时，会导致线程数量会无限增长问题。

• Unbounded queues 无界队列
  当所有corePoolSize线程繁忙时，使用无界队列（如LinkedBlockingQueue）将导致新任务在队列中等待，从而导致maximumPoolSize的值没有任何作用。当每个任务互不影响，完全独立于其他任务时，这可能是合适的; 例如，在网页服务器中， 这种队列方式可以用于平滑瞬时大量请求。但得注意，当任务持续以平均提交速度大余平均处理速度时，会导致队列无限增长问题。
• Bounded queues 有界队列
  一个有界的队列（例如，一个ArrayBlockingQueue）和有限的maximumPoolSizes配置有助于防止资源耗尽，但是难以控制。队列大小和maximumPoolSizes需要相互权衡。

Rejected tasks 拒绝任务