1. 线程池作用
- 它帮我们管理线程，避免增加创建线程和销毁线程的资源损耗。因为线程其实也是一个对象，创建一个对象，需要经过类加载过程，销毁一个对象，需要走GC垃圾回收流程，都是需要资源开销的。
- 提高响应速度。 如果任务到达了，相对于从线程池拿线程，重新去创建一条线程执行，速度肯定慢很多。
- 重复利用。 线程用完，再放回池子，可以达到重复利用的效果，节省资源。
- 控制线程数量，线程数量过多有可能导致OOM（线程：“你可能把握不住”—— Android 平台下线程导致的内存问题）
2. 几个核心参数的作用：
- corePoolSize： 线程池核心线程数最大值
- maximumPoolSize： 线程池最大线程数大小
- keepAliveTime： 线程池中非核心线程空闲的存活时间大小（如果设置allowCoreThreadTimeOut(true)，也作用于核心线程）
- unit： 线程空闲存活时间单位
- workQueue： 存放任务的阻塞队列
- threadFactory： 用于设置创建线程的工厂，可以给创建的线程设置有意义的名字，可方便排查问题。
- handler： 拒绝处理策略
3. 执行流程
- 提交一个任务，线程池里存活的核心线程数小于线程数corePoolSize时，线程池会创建一个核心线程去处理提交的任务。
- 如果线程池核心线程数已满，即线程数已经等于corePoolSize，一个新提交的任务，会被放进任务队列workQueue排队等待执行。
- 当线程池里面存活的线程数已经等于corePoolSize了,并且任务队列workQueue也满，判断线程数是否达到maximumPoolSize，即最大线程数是否已满，如果没到达，创建一个非核心线程执行提交的任务。
- 如果当前的线程数达到了maximumPoolSize，还有新的任务过来的话，直接采用拒绝策略处理。
4. 工作队列
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ArrayBlockingQueue（有界队列）是一个用数组实现的有界阻塞队列，按FIFO排序量。
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LinkedBlockingQueue（可设置容量队列）基于链表结构的阻塞队列，按FIFO排序任务，容量可以选择进行设置，不设置的话，将是一个无边界的阻塞队列，最大长度为Integer.MAX_VALUE，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQuene；newFixedThreadPool线程池使用了这个队列
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DelayQueue（延迟队列）是一个任务定时周期的延迟执行的队列。根据指定的执行时间从小到大排序，否则根据插入到队列的先后排序。newScheduledThreadPool线程池使用了这个队列。
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PriorityBlockingQueue（优先级队列）是具有优先级的无界阻塞队列；
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SynchronousQueue（同步队列）一个不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQuene，newCachedThreadPool线程池使用了这个队列。
5. 几种常用的线程池
1. newFixedThreadPool (固定数目线程的线程池)
使用LinkedBlockingQueue，适用于处理CPU密集型的任务，确保CPU在长期被工作线程使用的情况下，尽可能的少的分配线程，即适用执行长期的任务
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
2. newCachedThreadPool (可缓存线程的线程池)
- 使用SynchronousQueue,用于并发执行大量短期的小任务
- 对于提交的任务，如果有空闲线程，则使用空闲线程来处理；否则新建一个线程来处理任务
- 当提交任务的速度大于处理任务的速度时，每次提交一个任务，就必然会创建一个线程。极端情况下会创建过多的线程，耗尽 CPU 和内存资源
- 由于空闲 60 秒的线程会被终止，长时间保持空闲的 CachedThreadPool 不会占用任何资源
public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>(),
threadFactory);
}
3. newSingleThreadExecutor (单线程的线程池)
使用LinkedBlockingQueue，适用于串行执行任务的场景，一个任务一个任务地执行
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory));
}
4. newScheduledThreadPool (定时及周期执行的线程池)
使用DelayedWorkQueue，适用周期性执行任务的场景
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
6. 线程池状态
RUNNING
- 线程池的初始化状态是RUNNING。线程池被一旦被创建，就处于RUNNING状态，并且线程池中的任务数为0。
- 该状态的线程池会接收新任务，并处理阻塞队列中的任务
SHUTDOWN
- 该状态的线程池不会接收新任务，但会处理阻塞队列中的任务；
- 队列为空，并且线程池中执行的任务也为空,进入TIDYING状态;
- 调用线程池的shutdown()方法时，线程池由RUNNING -> SHUTDOWN
STOP
- 该状态的线程不会接收新任务，也不会处理阻塞队列中的任务，而且会中断正在运行的任务；
- 调用线程池的shutdownNow()方法时，线程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP
- 线程池中执行的任务为空,进入TIDYING状态;
TIDYING
- 该状态表明所有的任务已经运行终止，记录的任务数量为0
- 当线程池在SHUTDOWN状态下，阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时，就会由 SHUTDOWN -> TIDYING。
- 当线程池在STOP状态下，线程池中执行的任务为空时，就会由STOP -> TIDYING。
- 线程池的状态在转换为 TIDYING 状态时，会执行方法 terminated()
- terminated()执行完毕，进入TERMINATED状态
TERMINATED
- 该状态表示线程池彻底终止
7. Worker
1. 为什么要实现AQS
- 为了实现在空闲时可以响应中断，在执行任务时不可被中断
- Worker在执行任务时会先加锁，任务执行结束释放锁，而线程池在调用shutdown()方法时必须先获得锁，否则不会中断线程
- 没有使用可重入锁ReentrantLock，而是使用AQS，为的就是实现不可重入的特性去反应线程现在的执行状态
ThreadPoolExecutor worker为何要实现AQS + 动态线程池
2. shutdownNow()会终止正在运行的任务吗？
- shutdownNow() 方法会尝试通过调用每个工作线程的 Thread.interrupt() 方法来中断线程。
- 如果线程正在执行可中断的阻塞方法（如 Thread.sleep()、Object.wait() 等），这时候会抛出 InterruptedException，任务会终止；反之，任务会继续执行直到完成
- 所以，任务是否会被终止取决于任务具体的实现
8. 异常处理
8.1 线程出现异常后线程池内部是如何处理的？
- 通过execute执行任务时会抛异常，通过submit执行时不会抛异常
8.2 如何在代码中捕获
- 在任务代码try/catch捕获异常
- 用submit提交任务会返回一个Future，通过Future对象的get方法接收抛出的异常，再处理
- 自定义ThreadFactory，给新建的线程设置UncaughtExceptionHandler，在uncaughtException方法中处理异常
- 重写ThreadPoolExecutor的afterExecute方法，处理传递的异常
