线程池

线程池

解决场景

频繁申请/销毁资源和调度资源，将带来额外的消耗，可能会非常巨大。

对资源无限申请缺少抑制手段，易引发系统资源耗尽的风险。

系统无法合理管理内部的资源分布，会降低系统的稳定性。

线程的状态

RUNNING

能接受新提交的任务，并且也能处理阻塞队列中的任务

SHUTDOWN

关闭状态，不再接受新提交的任务，但却可以继续处理阻塞队列中已保存的任务

STOP

不能接受新任务，也不处理队列中的任务，会中断正在处理任务的线程

TIDYYING

所有的任务都已终止，workerCount（有效线程数）为0

TERMINATED

在terminated（）方法执行完后进入该状态

任务执行机制

任务调度流程

1. 首先检测线程池运行状态，如果不是RUNNING，则直接拒绝，线程池要保证在RUNNING的状态下执行任务。

2. 如果workerCount < corePoolSize，则创建并启动一个线程来执行新提交的任务。

3. 如果workerCount >= corePoolSize，且线程池内的阻塞队列未满，则将任务添加到该阻塞队列中。

4. 如果workerCount >= corePoolSize && workerCount < maximumPoolSize，且线程池内的阻塞队列已满，则创建并启动一个线程来执行新提交的任务。

任务缓冲[等待队列]

ArrayBlockingQueue

一个用数组实现的有界阻塞队列，此队列按照先进先出（FIFO）的原则对元素进行排序。支持公平锁和非公平锁

LinkedBlockingQueue

一个由链表结构组成的有界队列，次队列按照先进先出的原则对元素进行排序。此队列的长度默认为Integer.MAX_VALUE，所以默认创建的该队列有容量危险

PriorityBlockingQueue

一个支持线程优先级排序的无界队列，默认自然顺序排序，也可以自定义是先 compareTo()方法来执行元素排序规则，不能保证同优先级的顺序

DelayQueue

一个实现PriorityBlockingQueue实现延迟获取的无界队列，在创建元素时，可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有延时期满后才能从队列中获取元素。

SynchronousQueue

一个不存储元素的阻塞队列，每一个put操作必须等待take操作，否则不能添加元素。支持公平锁和非公平锁。SynchronousQueue的一个使用场景是在线程池里：Executors.newCachedThreadPool()就使用了SynchronousQueue，这个线程池根据需要（新任务到来时）创建新的线程，如果有空闲线程则会重复使用，线程空闲了60秒后会被回收。

LinkedTransferQueue

一个由链表结构组成的无界阻塞队列，相当于其他队列，LinkedTransferQueue队列多了transfer和tryTransfer方法

LinkedBlockingDeque

一个由链表结构组成的双向阻塞队列，队列头部和尾部都可以添加和移动元素，多线程并发时，可以将锁的竞争最多降到一半。

任务拒绝

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy

丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。这是线程池默认的拒绝策略，在任务不能再提交的时候抛出异常，及时反馈程序运行状态。关键业务不建议是用；

ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy

丢弃任务，但是不抛出异常；使用该策略可能会使我们无法发现系统的异常状态。建议非关键业务使用

ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy

ThreadPoolExecutor.CallRunsPolicy

由调用线程(提交任务的线程)处理该任务。适合大量计算的任务类型去执行，多线程仅仅是增大吞吐量，最终必须要让每个任务都必须执行完毕；

美团博客

功能

降低资源消耗

通过池化技术重复利用已创建的线程，降低线程创建和销毁造成的损耗

提高响应速度

任务到达时，无需等待线程池创建即可立即执行

提高线程的管理性

线程是稀缺资源，如果无限制创建，不仅会消耗系统资源，还会因为线程的不合理分布导致资源调度失衡，降低系统的稳定性。使用线程池可以进行统一的分配、调度和监控

提供更多更强大的功能

线程池具备可拓展性，允许开发人员向其中增加更多的功能。比如延时定时线程池ScheduledThreadPoolExecutor，就允许任务延期执行或定期执行。

常用场景

内存池(Memory Pooling)

预先申请内存，提升申请内存速度，减少内存碎片。

连接池(Connection Pooling)

预先申请数据库连接，提升申请连接的速度，降低系统的开销。

实例池(Object Pooling)

循环使用对象，减少资源在初始化和释放时的昂贵损耗。

worker线程管理

worker线程

作用

每个任务通过线程池添加进来的都会被分装成Worker，Worker实现Runnable接口，持有一个Thread，用来监控当前的任务状态

生命周期

管理着任务的创建、执行、销毁、中断、回收等功能

集成AQS来实现独占锁并通过不可重入的方式去反应线程当前的执行状态

1. lock方法一旦获取独占锁，表示当前任务正在执行中

增加worker线程