title: 【線程池01】-線程池的概念以及常見(jiàn)參數(shù)
date: 2018-12-06 12:16:12
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• 多線程
• 線程池
• Executor
  categories: Java高并發(fā)多線程

線程池作為「Java高并發(fā)多線程」里一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，在實(shí)際工作和面試過(guò)程中都有用到。
這里線程池第一篇將會(huì)整理一些線程池相關(guān)的概念看幼，以及介紹線程池的各個(gè)參數(shù)至会。

什么是線程池（what）遥椿？

線程池是一種基于池化技術(shù)管理線程的方式沾歪，類似的還有很多：數(shù)據(jù)庫(kù)連接池镀岛、Http連接池凉倚、對(duì)象池（內(nèi)存池）。提前創(chuàng)建一批資源放到池子里洞渔，在使用的時(shí)候直接來(lái)進(jìn)行資源的申請(qǐng)套媚，節(jié)約了資源創(chuàng)建和釋放的系統(tǒng)消耗，同時(shí)池子控制住大小磁椒，防止不斷的資源申請(qǐng)導(dǎo)致系統(tǒng)奔潰堤瘤。

參考美團(tuán)技術(shù)推文:「線程過(guò)多會(huì)帶來(lái)額外的開(kāi)銷，其中包括創(chuàng)建銷毀線程的開(kāi)銷浆熔、調(diào)度線程的開(kāi)銷等等本辐，同時(shí)也降低了計(jì)算機(jī)的整體性能。線程池維護(hù)多個(gè)線程，等待監(jiān)督管理者分配可并發(fā)執(zhí)行的任務(wù)慎皱。這種做法老虫，一方面避免了處理任務(wù)時(shí)創(chuàng)建銷毀線程開(kāi)銷的代價(jià)，另一方面避免了線程數(shù)量膨脹導(dǎo)致的過(guò)分調(diào)度問(wèn)題茫多，保證了對(duì)內(nèi)核的充分利用祈匙。」

相比我的描述更加清晰準(zhǔn)確些天揖。

為什么要使用多線程（why）夺欲？

在傳統(tǒng)的web開(kāi)發(fā)中，服務(wù)器接收到請(qǐng)求后都需要一個(gè)線程來(lái)處理請(qǐng)求今膊。
每次請(qǐng)求過(guò)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)線程些阅，使用起來(lái)也很方便，可是這樣就會(huì)存在這樣一個(gè)問(wèn)題：

如果并發(fā)的請(qǐng)求數(shù)量非常多斑唬，但每個(gè)線程執(zhí)行的時(shí)間很短市埋，這樣就會(huì)頻繁的創(chuàng)建和銷毀線程，如此一來(lái)會(huì)大大降低系統(tǒng)的效率恕刘⊙兀可能出現(xiàn)服務(wù)器在為每個(gè)請(qǐng)求創(chuàng)建新線程和銷毀線程上花費(fèi)的時(shí)間和消耗的系統(tǒng)資源要比處理實(shí)際的用戶請(qǐng)求的時(shí)間和資源更多。

在這種情況下雪营，線程池的存在就很有價(jià)值。線程池為線程生命周期的開(kāi)銷和資源不足問(wèn)題提供了解決方案衡便。通過(guò)對(duì)多個(gè)任務(wù)重用線程献起，線程創(chuàng)建的開(kāi)銷被分?jǐn)偟搅硕鄠€(gè)任務(wù)上。

總結(jié)來(lái)說(shuō)镣陕，線程池有如下優(yōu)點(diǎn)：

• 降低資源消耗：通過(guò)池化技術(shù)重復(fù)利用已創(chuàng)建的線程谴餐，降低線程創(chuàng)建和銷毀造成的損耗。

• 提高響應(yīng)速度：任務(wù)到達(dá)時(shí)呆抑，無(wú)需等待線程創(chuàng)建即可立即執(zhí)行岂嗓。

• 提高線程的可管理性：線程是稀缺資源，如果無(wú)限制創(chuàng)建鹊碍，不僅會(huì)消耗系統(tǒng)資源厌殉，還會(huì)因?yàn)榫€程的不合理分布導(dǎo)致資源調(diào)度失衡，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性侈咕。使用線程池可以進(jìn)行統(tǒng)一的分配公罕、調(diào)優(yōu)和監(jiān)控。

• 提供更多更強(qiáng)大的功能：線程池具備可拓展性耀销，允許開(kāi)發(fā)人員向其中增加更多的功能楼眷。比如延時(shí)定時(shí)線程池ScheduledThreadPoolExecutor，就允許任務(wù)延期執(zhí)行或定期執(zhí)行。

如何使用線程池（how）罐柳？

Java中主要是使用J.U.C提供的ThreadPoolExecutor類來(lái)使用線程池掌腰，這里主要先總結(jié)整理下線程池的幾個(gè)常用方法以及線程池的常用參數(shù)，后面再針對(duì)具體內(nèi)部的代碼和使用做整理张吉。

創(chuàng)建線程池都可以通過(guò)Executors類來(lái)實(shí)現(xiàn)齿梁，此類主要提供了一系列工廠方法來(lái)創(chuàng)建線程池，返回的線程池都實(shí)現(xiàn)了ExrcutorService接口芦拿。

//創(chuàng)建一個(gè)固定大小的線程池士飒，超出的部分在隊(duì)列等待
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory)

//創(chuàng)建一個(gè)單線程的線程池
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory)

//創(chuàng)建一個(gè)可緩存線程池，如果線程池長(zhǎng)度超過(guò)處理需要蔗崎，可靈活回收空閑線程（60s）酵幕，若無(wú)可回收，則新建線程缓苛。
public static ExecutorService newCachedThreadPool()
public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory)

//創(chuàng)建一個(gè)單線程線程池芳撒，支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor()
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory)

//創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池，支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory)

//會(huì)創(chuàng)建一個(gè)含有足夠多線程的線程池未桥，來(lái)維持相應(yīng)的并行級(jí)別
//它會(huì)通過(guò)工作竊取的方式笔刹，使得多核的 CPU 不會(huì)閑置，總會(huì)有活著的線程讓 CPU 去運(yùn)行
public static ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism)
public static ExecutorService newWorkStealingPool()

但是冬耿，阿里開(kāi)發(fā)手冊(cè)有如下一條規(guī)定：

【強(qiáng)制】線程池不允許使用 Executors 去創(chuàng)建舌菜，而是通過(guò) ThreadPoolExecutor 的方式

這是因?yàn)?Executor.newCachedThreadPool() 和 Executors#newScheduledThreadPool() 兩個(gè)方法最大線程數(shù)為Integer.MAX_VALUE，如果達(dá)到最大值亦镶，系統(tǒng)可能OOM日月。Executors.newSingleThreadExecutor() 和Executors.newFixedThreadPool() 兩個(gè)方法的 workQueue 參數(shù)為new LinkedBlockingQueue<Runnable>()，容量為Integer.MAX_VALUE缤骨，如果隊(duì)列非常大爱咬，也會(huì)有OOM風(fēng)險(xiǎn)。

所以一般情況下使用線程池使用ThreadPoolExecutor 提供的構(gòu)造進(jìn)行線程池創(chuàng)建绊起，實(shí)際上Executors 提供的方法就是對(duì)此構(gòu)造的封裝精拟。最底層的構(gòu)造方法如下，下面將會(huì)依次介紹各個(gè)參數(shù)虱歪。

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

核心參數(shù)說(shuō)明

• corePoolSize
  核心線程數(shù)蜂绎，核心線程會(huì)一直存活，即使沒(méi)有任務(wù)需要處理实蔽。當(dāng)線程數(shù)小于核心線程數(shù)時(shí)荡碾，即使現(xiàn)有的線程空閑，線程池也會(huì)優(yōu)先創(chuàng)建新線程來(lái)處理任務(wù)局装，而不是直接交給現(xiàn)有的線程處理坛吁。核心線程在allowCoreThreadTimeout被設(shè)置為true時(shí)會(huì)超時(shí)退出劳殖，默認(rèn)情況下不會(huì)退出。
• maxPoolSize
  最大線程數(shù)量拨脉，當(dāng)線程數(shù)大于或等于核心線程哆姻，且任務(wù)隊(duì)列已滿時(shí)，線程池會(huì)創(chuàng)建新的線程玫膀，直到線程數(shù)量達(dá)到maxPoolSize矛缨。如果線程數(shù)已等于maxPoolSize，且任務(wù)隊(duì)列已滿帖旨，則已超出線程池的處理能力箕昭，線程池會(huì)拒絕處理任務(wù)而拋出異常。 |
• keepAliveTime
  線程最大存活時(shí)間解阅，超過(guò)核心線程數(shù)的線程落竹，如果在此參數(shù)指定的時(shí)間內(nèi)還沒(méi)有接收到新任務(wù)，則會(huì)被銷毀货抄。也就是說(shuō)此參數(shù)是指定超過(guò)核心線程數(shù)的空閑線程的最大存活時(shí)間 |
• workQueue
  等待任務(wù)隊(duì)列 述召，用來(lái)保存通過(guò)execute(Runnable command)方法提交的未執(zhí)行的任務(wù)。也就是在任務(wù)執(zhí)行之前用來(lái)保存任務(wù)的隊(duì)列蟹地。 |
• threadFactory
  線程工廠积暖，生成線程的工廠類
• handler
  線程池的飽和策略，如果阻塞隊(duì)列滿了并且沒(méi)有空閑的線程怪与，這時(shí)如果繼續(xù)提交任務(wù)夺刑，就需要采取一種策略處理該任務(wù)

線程池提供了四種策略：

• AbortPolicy ： 直接拋出RejectedExecutionException異常 這是默認(rèn)策略；
• CallerRunsPolicy：用調(diào)用者所在的線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)分别；
• DiscardOldestPolicy：丟棄阻塞隊(duì)列中靠最前的任務(wù)性誉，并執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)；
• DiscardPolicy：直接丟棄任務(wù)茎杂；

具體的線程池使用示例會(huì)在下一篇中總結(jié)。