一、什么是线程池？
线程池是一种勇于管理和复用线程的机制。它包含一个线程队列和一组线城市管理器，用于创建、销毁和管理线程。线程池可以提供一种线程的复用方式，比变了频繁创建和销毁线程的开销，提高了系统的性能和资源利用率。
通俗来讲 线程池就是提前创建好一批线程，存储到线城池中，使用的时候获取一个直接来使用。
二、为什么使用线程池
-
降低线程创建和销毁的开销：线程的创建和销毁是比较耗费资源的操作，使用线程池可以避免频繁创建和销毁线程，提高系统的性能和资源利用率。
-
提高响应速度：线程池中的线程可以立即执行任务，而不需要等待线程的创建和销毁过程，从而提高了任务的响应速度。
-
控制线程数量：线程池可以根据配置的参数来控制线程的数量，避免线程过多导致系统资源消耗过大和系统性能下降。
-
提供线程管理和监控：线程池提供了线程的管理和监控功能，可以方便地管理线程的状态、执行情况和异常处理等。
总之，线程池是一种管理和复用线程的机制，通过线程池可以提高系统的性能和资源利用率，同时也可以方便地管理和监控线程的状态和执行情况。
上面提到线程池创建和销毁比较消耗资源，下面一起来了解下，为什么消耗资源，哪些处理过程消耗资源。只有了解了这些我们才能真正体会到线程池带来的快捷。
-
上下文切换：线程的创建和销毁需要进行上下文切换，即从一个线程切换到另一个线程的执行环境。上下文切换需要保存和恢复线程的执行状态，包括寄存器、栈、程序计数器等，这些操作都需要消耗一定的时间和资源。
-
内存分配：线程的创建需要为线程分配内存空间，包括线程栈、线程私有数据等。而线程的销毁需要释放这些内存空间，这涉及到内存的分配和释放操作，也会消耗一定的资源。
-
系统调用：线程的创建和销毁通常需要通过系统调用来完成，例如在操作系统中调用相关的系统函数来创建和销毁线程。系统调用涉及到用户态和内核态之间的切换，这也会带来一定的开销。
-
线程同步：线程的创建和销毁可能涉及到线程同步的操作，例如在多线程环境下，需要保证线程的安全性和正确性，可能需要进行锁的获取和释放等操作，这也会消耗一定的资源。
综上所述，线程的创建和销毁涉及到上下文切换、内存分配、系统调用和线程同步等操作，这些操作都需要消耗一定的时间和资源，因此线程的创建和销毁比较消耗资源。为了避免频繁创建和销毁线程的开销，可以使用线程池来管理和复用线程，从而提高系统的性能和资源利用率。
java 中线程池的继承关系
线程池的使用:
1,创建线程
Executors 的创建线程池的方法 创建出来的线程池都实现了ExecutorService接口。常用的方法有以下几种
newFixedThreadPool(int Threads) :创建固定数目线程的线程池
newCacheThreadPool 创建一个可缓存的线程池，调用execute将重用以前构造的线程，如果没有可用的线程，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已经有60秒钟未被使用的线程。
newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的Executor
newScheduledThreadPll(int corePoolSize)创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池。多数情况下可以用来替代Timer 类。
目前项目中 以上这些用法很少使用了， 公司中一般都有动态线程池可以使用。 构造动态线程池 在线程池管理上可以动态改变线程池参数。
就算不用动态线程池，一般也使用 new threadPoolExecutor 自定义参数创建。
线程池的实现原理
execute::
当提交一个新的任务到线程池时，线程池的处理流程如下。
-
-
第一步：如果当前运行的线程数小于核心线程数(corePoolSize)，则尝试使用给定的任务作为新线程的第一个任务来启动一个新线程。通过调用addWorker方法，使用原子操作检查runState和workerCount，以防止在不应该添加线程时添加线程。如果成功添加了新线程，则直接返回。
-
第二步：如果任务可以成功排队，则需要再次检查是否应该添加线程（因为自上次检查以来，现有线程可能已经终止），或者线程池是否已关闭。因此，需要重新检查状态，并根据需要回滚排队操作（如果线程池已停止），或者如果没有线程，则启动一个新线程。
-
第三步：如果无法将任务排队，则尝试添加一个新线程。如果添加失败，则说明线程池已关闭或已饱和，因此拒绝该任务。
-
- 最后，如果无法执行任务（无法添加新线程或无法将任务排队），则调用reject方法来处理该任务。
这段代码的作用是将任务提交给线程池执行。根据线程池的状态和任务队列的情况，决定是启动新线程执行任务，还是将任务排队，或者拒绝任务。
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); int c = ctl.get(); if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { int recheck = ctl.get(); if (! isRunning(recheck) && remove(command)) reject(command); else if (workerCountOf(recheck) == 0) addWorker(null, false); } else if (!addWorker(command, false)) reject(command);}
添加worker线程
从方法execute的实现可以看出：addworker 主要负责创建新的线程并执行任务，代码如下
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) { retry: for (;;) { int c = ctl.get(); int rs = runStateOf(c); // Check if queue empty only if necessary. if (rs >= SHUTDOWN && ! (rs == SHUTDOWN && firstTask == null && ! workQueue.isEmpty())) return false; for (;;) { int wc = workerCountOf(c); if (wc >= CAPACITY || wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize)) return false; if (compareAndIncrementWorkerCount(c)) break retry; c = ctl.get(); // Re-read ctl if (runStateOf(c) != rs) continue retry; // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop } } boolean workerStarted = false; boolean workerAdded = false; Worker w = null; try { w = new Worker(firstTask); final Thread t = w.thread; if (t != null) { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { // Recheck while holding lock. // Back out on ThreadFactory failure or if // shut down before lock acquired. int rs = runStateOf(ctl.get()); if (rs < SHUTDOWN || (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) { if (t.isAlive()) // precheck that t is startable throw new IllegalThreadStateException(); workers.add(w); int s = workers.size(); if (s > largestPoolSize) largestPoolSize = s; workerAdded = true; } } finally { mainLock.unlock(); } if (workerAdded) { t.start(); workerStarted = true; } } } finally { if (! workerStarted) addWorkerFailed(w); } return workerStarted;}
### 代码解释 这段代码是一个私有方法 `addWorker`，用于向线程池中添加新的工作线程。下面对代码进行逐步解释：
1. 首先，通过一个无限循环 `for (;;) { ... }` 进行尝试添加工作线程的操作。
2. 在循环中，首先获取当前线程池的控制状态 `c` 和运行状态 `rs`。
3. 如果线程池的运行状态大于等于 `SHUTDOWN`，并且不满足以下条件之一，则返回 `false`： - 运行状态为 `SHUTDOWN`，且 `firstTask` 为 `null`，且工作队列不为空。 - 运行状态大于 `SHUTDOWN`。
4. 接下来，通过一个内部的无限循环 `for (;;) { ... }` 进行判断是否可以添加新的工作线程。
5. 在内部循环中，首先获取当前的工作线程数 `wc`。
6. 如果工作线程数大于等于线程池的容量 `CAPACITY`，或者大于等于核心线程数 `corePoolSize`（如果 `core` 为 `true`）或最大线程数 `maximumPoolSize`（如果 `core` 为 `false`），则返回 `false`。
7. 如果成功通过 CAS 操作增加工作线程数，则跳出内部循环，继续执行后续操作。
8. 在外部循环中，创建一个新的工作线程 `w`，并获取其对应的线程 `t`。
9. 如果线程 `t` 不为 `null`，则获取线程池的主锁 `mainLock`，并在主锁的保护下进行后续操作。 线程池的工作线程用过 Work类实现，通过ReentrantLock 锁保证线程安全
-
在主锁保护下，重新检查线程池的运行状态 `rs`。
-
如果运行状态小于 `SHUTDOWN`，或者运行状态为 `SHUTDOWN` 且 `firstTask` 为 `null`，则继续执行后续操作。
-
在主锁保护下，将新的工作线程 `w` 添加到工作线程列表 `workers` 中，并更新最大线程池大小 `largestPoolSize`。
-
最后，释放主锁，并判断是否成功添加了工作线程。
-
如果成功添加了工作线程，则启动线程 `t`。
-
如果添加工作线程失败，则调用 `addWorkerFailed` 方法进行后续处理。
16. 最后，返回是否成功启动了工作线程。
以上就是 线程池的实现。
线程池参数详解：
-
corePoolSize（核心线程数）：线程池中保持活动状态的最小线程数。当任务数量小于核心线程数时，线程池会优先创建新的线程来处理任务，而不是将任务放入队列中。默认情况下，核心线程数为0。 -
maximumPoolSize（最大线程数）：线程池中允许存在的最大线程数。当任务数量超过核心线程数且任务队列已满时，线程池会创建新的线程来处理任务，直到达到最大线程数。超过最大线程数的任务将根据线程池的拒绝策略进行处理。默认情况下，最大线程数为Integer.MAX_VALUE。 -
keepAliveTime（线程空闲时间）：当线程池中的线程数量超过核心线程数时，多余的空闲线程在等待新任务到来时的最长等待时间。超过这个时间，空闲线程将被终止并从线程池中移除。默认情况下，空闲线程的存活时间为60秒。 -
unit（时间单位）：用于指定keepAliveTime的时间单位，可以是秒、毫秒、微秒等。默认情况下，时间单位为秒。 -
workQueue（任务队列）：用于存放等待执行的任务的队列。线程池根据任务队列的容量来控制任务的排队和执行。常见的任务队列类型包括无界队列（如LinkedBlockingQueue）和有界队列（如ArrayBlockingQueue）。 -
threadFactory（线程工厂）：用于创建新线程的工厂类。线程池通过线程工厂来创建新的线程，并为线程设置名称、优先级等属性。 -
handler（拒绝策略）：当线程池无法接受新任务时，采取的处理策略。常见的拒绝策略包括抛出异常、丢弃任务、丢弃队列中最旧的任务等。
这些参数可以根据具体的需求和场景进行调整，以达到最佳的性能和资源利用效果。需要根据任务的特点、系统的负载情况和硬件资源等因素来选择合适的参数值。
