作者：孙玉昌，昵称【一一哥】，另外【壹壹哥】也是我哦

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一. 线程池的思想

我们使用线程的时候就去创建一个线程，这样实现起来非常简便，但是就会有一个问题：

如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。

那么有没有一种办法使得线程可以复用，就是执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务？在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。

二. 线程池的概念

线程池： 其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。

三. 线程池的好处

降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。

提高响应速度。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。可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)

四. 线程池核心 API

1. 线程池API类关系

Java里面线程池的顶级接口是java.util.concurrent.Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是java.util.concurrent.ExecutorService，最终实现类为ThreadPoolExecutor，如下图所示：

2. `ThreadPoolExecutor`的构造方法

ThreadPoolExecutor提供了四个构造函数(后附参数详解)：

//五个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue)

//六个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory)

//六个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          RejectedExecutionHandler handler)

//七个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler)

要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此在java.util.concurrent.Executors线程工厂类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。官方建议使用Executors工厂类来创建线程池对象。

3. 创建线程池的4种方法

Executors类中有4个创建线程池的方法如下(四种线程池)：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：返回线程池对象。(创建的是无界线程池，默认值的最大容量是Integer.MAX_VALUE，相当于是无界的阻塞队列)

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

创建缓存线程池（由任务的多少来决定）newCachedThreadPool(）

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

创建单线程池 newSingleThreadExecutor()，有且仅有一个工作线程执行任务

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

创建调度线程池（调度：按周期、定时执行）newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
          DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}

五. 线程池参数详解

1. 核心参数

Java线程池有以下几个核心参数：

int corePoolSize： 该线程池中核心线程数最大值 。 核心线程： 线程池新建线程的时候，如果当前线程总数小于corePoolSize，则新建的是核心线程，如果超过corePoolSize，则新建的是非核心线程核心线程默认情况下会一直存活在线程池中，即使这个核心线程啥也不干(闲置状态)。如果指定ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut这个属性为true，那么核心线程如果不干活(闲置状态)的话，超过一定时间(时长下面参数决定)，就会被销毁掉。

int maximumPoolSize： 该线程池中线程总数最大值 。线程总数 = 核心线程数 + 非核心线程数。

long keepAliveTime： 该线程池中非核心线程的闲置超时时长 。一个非核心线程，如果不干活(闲置状态)的时长超过了这个参数所设定的时长，就会被销毁掉。如果设置了allowCoreThreadTimeOut = true，只会作用于核心线程，核心线程会受到超时时长的影响；而如果为false，核心线程会一直驻留，即使该线程闲着，但非核心线程会一直受到超时时长的影响。

TimeUnit unit： keepAliveTime的单位。TimeUnit是一个枚举类型，包括：NANOSECONDS：1微毫秒 = 1微秒 / 1000 MICROSECONDS：1微秒 = 1毫秒 / 1000 MILLISECONDS：1毫秒 = 1秒 /1000 SECONDS：秒 MINUTES：分 HOURS：小时 DAYS：天

BlockingQueue workQueue： 该线程池中的任务队列：这是一个阻塞队列，负责维护等待执行的Runnable对象。当所有的核心线程都在干活时，新添加的任务会被添加到这个队列中等待处理。workQueue任务队列可以选用不同的实现方式，比如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等。任务队列可以减轻线程池的压力，当任务量过大时，线程池可以将任务放入任务队列中，由线程池中的线程逐一取出并执行任务，避免线程池中的线程数量过多，浪费系统资源。

2. 常用的workQueue类型

SynchronousQueue：这个队列接收到任务的时候，会直接提交给线程处理，而不保留它，如果所有线程都在工作怎么办？那就新建一个线程来处理这个任务！所以为了保证不出现<线程数达到了maximumPoolSize而不能新建线程>的错误，使用这个类型队列的时候，maximumPoolSize一般指定成Integer.MAX_VALUE，即无限大。

LinkedBlockingQueue：这个队列接收到任务的时候，如果当前线程数小于核心线程数，则新建线程(核心线程)处理任务；如果当前线程数等于核心线程数，则进入队列等待。由于这个队列没有最大值限制，即所有超过核心线程数的任务都将被添加到队列中，这也就导致了maximumPoolSize的设定失效，因为总线程数永远不会超过corePoolSize。

ArrayBlockingQueue：可以限定队列的长度，接收到任务的时候，如果没有达到corePoolSize的值，则新建线程(核心线程)执行任务，如果达到了，则入队等候，如果队列已满，则新建线程(非核心线程)执行任务，又如果总线程数到了maximumPoolSize，并且队列也满了，则发生错误。

DelayQueue：队列内元素必须实现Delayed接口，这就意味着你传进去的任务必须先实现Delayed接口。这个队列接收到任务时，首先先入队，只有达到了指定的延时时间，才会执行任务。

ThreadFactory threadFactory： 创建线程的方式，这是一个接口，你new他的时候需要实现他的Thread newThread(Runnable r)方法，一般用不上。

RejectedExecutionHandler handler： 抛出异常专用的，比如上面提到的两个错误发生了，就会由这个handler抛出异常。

六. 线程池的执行策略

当一个任务被添加进线程池时，会执行以下策略：

线程数量未达到corePoolSize，则新建一个线程(核心线程)执行任务；

线程数量达到了corePools，则将任务移入队列等待；

队列已满，新建线程(非核心线程)执行任务；

队列已满，总线程数又达到了maximumPoolSize，就会由(RejectedExecutionHandler)抛出异常。

如果我们获取到了一个线程池ExecutorService对象，又该怎么使用呢？我们可以在这里定义一个使用线程池对象的方法，如下所示：

public Future<?> submit(Runnable task)：获取线程池中的某一个线程对象，并执行任务。

public <T> Future<T> submit(Callable<T> task)：获取线程池中的某一个线程对象，并执行任务。

这里的Future接口，带有返回值，可以用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。

七 . 线程池的使用

1. 使用步骤

如果我们要使用线程池中的线程对象，主要是遵循如下几个步骤：

创建线程池对象；

创建Runnable/Callable接口子类对象；

提交Runnable/Callable接口子类对象；

关闭线程池(一般不做)。

2. 代码案例

以下是线程池的使用案例：

public class ExecutorServiceDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取到了线程池  固定长度的线程池
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(100);
        //可缓存的线程池
        //ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        //单例线程池
        //ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //任务调度线程池
        // ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    
        //创建任务
        MyCallable myCallable =new MyCallable();
        Future<String> submit = fixedThreadPool.submit(myCallable); //future代表的是线程执行之后的返回结果
        fixedThreadPool.submit(myCallable);//执行任务
        fixedThreadPool.submit(myCallable);
        fixedThreadPool.submit(myCallable);
        fixedThreadPool.submit(myCallable);
        //关闭线程池  服务端线程池是不能关闭的
        //fixedThreadPool.shutdown();
    }
}

//callable可以得到线程的返回值
public class MyCallable implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"call任务执行了");
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"call执行完毕");
        return "qfedu";
    }
}

现在你知道Java中的线程池是怎么回事了吗？如果你还有其他问题，可以在评论区留言哦。

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