Java中的線程池
- 一般我們說起Java中的線程池，其實指的是java.util.concurrent包下的ThreadPoolExecutor。當然java包下還有其他線程池的實現類，但主要也是最常用的就是這個類。今天我們來好好說說這個類。
- 這里我們結合了其他人的整理和自己的思考進行了總結。
1. 工作原理
如圖所示：
ThreadPoolExecutor工作原理
當主線程中調用execute接口提交執行任務時：
則執行以下步驟：
注意：線程池初始時，是空的。
- 如果當前線程數<corePoolSize，如果是則創建新的線程執行該任務
- 如果當前線程數>=corePoolSize，則將任務存入BlockingQueue<Runnable>
- 如果阻塞隊列已滿，且當前線程數<maximumPoolSize，則新建線程執行該任務。
- 如果阻塞隊列已滿，且當前線程數>=maximumPoolSize，則拋出異常RejectedExecutionException，告訴調用者無法再接受任務了。
注意點：
- 線程池初始化時，是空的。
- 如果阻塞隊列已滿，且當前線程數<maximumPoolSize，則新建線程執行該任務。而不是新建線程，從阻塞隊列里take任務來執行，所以這里並不是先來先執行的。
提問：這里的阻塞隊列是BlockingQueue<Runnale>,我們知道ThreadPoolExecutor是支持Callable任務提交的，那這里不會有問題嗎？
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答：其實我們這里說的都是execute接口提交任務。execute接口只接受Runnable。其實我們看一下繼承關系圖：
ThreadPoolExecutor類圖 -
可以看到其實ThreadPoolExecutor是繼承了AbstractExecutorService，而AbstractExecutorService實現了ExecutorService。
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且我們可以看到ThreadPoolExecutor類里只重寫了execute方法。ExecutorService的其他方法都沒有實現，而是在AbstractExecutorService里實現的。所以說整個ThreadPoolExecutor里的策略都是只針對execute方法來說的。所以說上述的工作原理只針對execute接口。像其他的submit/invoke接口並不適用--因為調用這些接口其實調用的是AbstractExecutorService的實現。
2. 我們來看一下ThreadPoolExecutor的參數
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) - corePoolSize：就是上圖中的CorePoolSize，意為核心線程數。
- maximumPoolSize：就是上圖中maximumPoolSize，意為整個線程池的最大線程數。這個數字是包含orePoolSize的。
- keepAliveTime和unit：是idle線程最大存活時間。unit是前者的單位。即如果當前線程數>corePoolSize，則會kill一些線程至corePoolSize大小。
- workQueue：就是上面說的阻塞隊列，注意BlockingQueue<Runnable>只是個接口，下面我們會細說一下它的常用實現類。
- 下面兩個參數是可選項：即Java重載了ThreadPoolExecutor的構造方法，下面兩個參數可以不傳，也可以只傳一個。
- threadFactory：線程工廠。創建線程的接口，該接口只有一個方法：Thread newThread(Runnable r);我們可以實現這個接口進而自定義創建線程，比如制定線程名稱，線程組等。
- handler：當線程池已滿時，再提交任務會觸發調用這個回調函數。RejectedExecutionHandler接口的唯一方法：
void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor); 3. 阻塞隊列的常用實現類
- ArrayBlockingQueue: 有邊界的阻塞隊列。長度大小初始化時制定，即內部由數組實現。
- LinkedBlockingQueue: 有邊界的阻塞隊列。邊界是可選的，如果初始化的時候不指定則默認是Interger.MAX_VALUE，內部由鏈表實現。（最常用）
- PriorityBlockQueue: 帶有優先級的阻塞隊列。沒有邊界。
- 這三個類都實現了BlockingQueue接口，其中LinkedBlockingQueue最常用，特別注意一般一定要指定邊界大小，不然線程池失去了些意義，且造成內存泄露。
這里就不對這些細說，以后我們再細說。
4. RejectedExecutionHandler線程池飽和策略
- 默認的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：處理程序遭到拒絕將拋出運行時RejectedExecutionException。
- ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：調用線程直接call該任務的execute 本身。
- ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：將任務刪除。
- ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy刪除工作隊列頭部任務。
5. ThreadPoolExecutor的擴展
我們看ThreadPoolExecutor的源碼發現如下三個函數的實現為空且是protected。明顯用於子類實現的。
protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) { } protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { } protected void terminated() { } - 在執行任務的線程中將調用beforeExecute和afterExecute等方法，在這些方法中還可以添加日志、計時、監視或者統計信息收集的功能。
- 無論任務是從run中正常返回，還是拋出一個異常而返回，afterExecute都會被調用。如果任務在完成后帶有一個Error，那么就不會調用afterExecute。
- 如果beforeExecute拋出一個RuntimeException，那么任務將不被執行，並且afterExecute也不會被調用。
- 在線程池完成關閉時調用terminated，也就是在所有任務都已經完成並且所有工作者線程也已經關閉后，terminated可以用來釋放Executor在其生命周期里分配的各種資源，此外還可以執行發送通知、記錄日志或者手機finalize統計等操作。
即我們可以子類來繼承ThreadPoolExecutor來定制化一些功能。
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