Java线程池

1.1、什么是线程池

线程池，顾名思义就是装线程的池子。其用途是为了帮我们重复管理线程，避免创建大量的线程增加开销，提高响应速度。

1.2、为什么要用线程池

作为一个严谨的攻城狮，不会希望别人看到我们的代码就开始吐槽，new Thread().start()会让代码看起来混乱臃肿，并且不好管理和维护，那么我们就需要用到了线程池。

在编程中经常会使用线程来异步处理任务，但是每个线程的创建和销毁都需要一定的开销。如果每次执行一个任务都需要开一个新线程去执行，则这些线程的创建和销毁将消耗大量的资源；并且线程都是“各自为政”的，很难对其进行控制，更何况有一堆的线程在执行。线程池为我们做的，就是线程创建之后为我们保留，当我们需要的时候直接拿来用，省去了重复创建销毁的过程。

1.3、线程池的处理逻辑

1.3.1、线程池ThreadPoolExecutor构造函数

//五个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue)

//六个参数的构造函数-1
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory)

//六个参数的构造函数-2
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          RejectedExecutionHandler handler)

//七个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) 
复制代码

虽然参数多，只是看着吓人，其实很好理解，下面会一一解答。

我们拿最多参数的来说：

1.3.1.1、corePoolSize -> 该线程池中核心线程数最大值

核心线程：在创建完线程池之后，核心线程先不创建，在接到任务之后创建核心线程。并且会一直存在于线程池中（即使这个线程啥都不干），有任务要执行时，如果核心线程没有被占用，会优先用核心线程执行任务。数量一般情况下设置为CPU核数的二倍即可。

1.3.1.2、maximumPoolSize -> 该线程池中线程总数最大值

线程总数=核心线程数+非核心线程数

非核心线程：简单理解，即核心线程都被占用，但还有任务要做，就创建非核心线程

1.3.1.3、keepAliveTime -> 非核心线程闲置超时时长

这个参数可以理解为，任务少，但池中线程多，非核心线程不能白养着，超过这个时间不工作的就会被干掉，但是核心线程会保留。

1.3.1.4、TimeUnit -> keepAliveTime的单位

TimeUnit是一个枚举类型，其包括:
NANOSECONDS ： 1微毫秒 = 1微秒 / 1000
MICROSECONDS ： 1微秒 = 1毫秒 / 1000
MILLISECONDS ： 1毫秒 = 1秒 /1000
SECONDS ： 秒
MINUTES ： 分
HOURS ： 小时
DAYS ： 天

1.3.1.5、BlockingQueue workQueue -> 线程池中的任务队列

默认情况下，任务进来之后先分配给核心线程执行，核心线程如果都被占用，并不会立刻开启非核心线程执行任务，而是将任务插入任务队列等待执行，核心线程会从任务队列取任务来执行，任务队列可以设置最大值，一旦插入的任务足够多，达到最大值，才会创建非核心线程执行任务。

常见的workQueue有四种：

1.SynchronousQueue：这个队列接收到任务的时候，会直接提交给线程处理，而不保留它，如果所有线程都在工作怎么办？那就新建一个线程来处理这个任务！所以为了保证不出现<线程数达到了maximumPoolSize而不能新建线程>的错误，使用这个类型队列的时候，maximumPoolSize一般指定成Integer.MAX_VALUE，即无限大

2.LinkedBlockingQueue：这个队列接收到任务的时候，如果当前已经创建的核心线程数小于线程池的核心线程数上限，则新建线程(核心线程)处理任务；如果当前已经创建的核心线程数等于核心线程数上限，则进入队列等待。由于这个队列没有最大值限制，即所有超过核心线程数的任务都将被添加到队列中，这也就导致了maximumPoolSize的设定失效，因为总线程数永远不会超过corePoolSize

3.ArrayBlockingQueue：可以限定队列的长度，接收到任务的时候，如果没有达到corePoolSize的值，则新建线程(核心线程)执行任务，如果达到了，则入队等候，如果队列已满，则新建线程(非核心线程)执行任务，又如果总线程数到了maximumPoolSize，并且队列也满了，则发生错误，或是执行实现定义好的饱和策略

4.DelayQueue：队列内元素必须实现Delayed接口，这就意味着你传进去的任务必须先实现Delayed接口。这个队列接收到任务时，首先先入队，只有达到了指定的延时时间，才会执行任务

1.3.1.6、ThreadFactory threadFactory -> 创建线程的工厂

可以用线程工厂给每个创建出来的线程设置名字。一般情况下无须设置该参数。

1.3.1.6.1、三种方式创建 ThreadFactory 设置线程名称

1.3.1.6.1.1、第一种 CustomizableThreadFactory

Spring 框架提供的 CustomizableThreadFactory。

ThreadFactory springThreadFactory = new CustomizableThreadFactory("springThread-pool-");
复制代码

1.3.1.6.1.2、第二种 ThreadFactoryBuilder

Google guava 工具类提供的 ThreadFactoryBuilder ,使用链式方法创建。

ThreadFactory guavaThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("retryClient-pool-").build();
复制代码

1.3.1.6.1.3、第三种 BasicThreadFactory

Apache commons-lang3 提供的 BasicThreadFactory。

ThreadFactory basicThreadFactory = new BasicThreadFactory.Builder() .namingPattern("basicThreadFactory-").build();
复制代码

1.3.1.7、RejectedExecutionHandler handler -> 饱和策略

这是当任务队列和线程池都满了时所采取的应对策略，默认是AbordPolicy， 表示无法处理新任务，并抛出 RejectedExecutionException 异常。此外还有3种策略，它们分别如下。
（1）CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来处理任务。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。
（2）DiscardPolicy：不能执行的任务，并将该任务删除。
（3）DiscardOldestPolicy：丢弃队列最近的任务，并执行当前的任务。

别晕，接下来上图，相信结合图你能大彻大悟~

1.4、ScheduledThreadPoolExecutor

ScheduledThreadPoolExecutor，它可另行安排在给定的延迟后运行命令，或者定期执行命令。需要多个辅助线程时，或者要求 ThreadPoolExecutor 具有额外的灵活性或功能时，此类要优于Timer。

使用Timer和TimerTask存在一些缺陷：

• 1.Timer只创建了一个线程。当你的任务执行的时间超过设置的延时时间将会产生一些问题。
• 2.Timer创建的线程没有处理异常，因此一旦抛出非受检异常，该线程会立即终止。

JDK 5.0以后推荐使用ScheduledThreadPoolExecutor。该类属于Executor Framework，它除了能处理异常外，还可以创建多个线程。

1.4.1、Timer和TimerTask的使用

        Timer  timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                log.e("time:");

            }
        }, 2000, 40);//2000表示第一次执行任务延迟时间，40表示以后每隔多长时间执行一次run里面的任务
复制代码

1.4.2、ScheduledThreadPoolExecutor的使用

corePoolSize：核心线程池大小
线程池ThreadPoolExecutor为了提供扩展，提供了protected的两个方法beforeExecute和 afterExecute，每个任务执行前后都会调用这两个方法，相当于对线程任务的执行做了一个切面。

/**
 * 执行周期性或定时任务
 */
@Bean(name = "scheduledExecutorService")
protected ScheduledExecutorService scheduledExecutorService()
{
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize,
            new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("schedule-pool-%d").daemon(true).build())
    {
        @Override
        protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t)
        {
            super.afterExecute(r, t);
            Threads.printException(r, t);
        }
    };
}
复制代码

schedule (Runnable task, long delay, TimeUnit timeunit)
这个方法的意思是在指定延迟之后运行task。这个方法有个问题，就是没有办法获知task的执行结果。如果我们想获得task的执行结果，我们可以传入一个Callable的实例。

/**
 * 执行任务
 *
 * @param task 任务
 */
public void execute(TimerTask task)
{
    executor.schedule(task, OPERATE_DELAY_TIME, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
复制代码

/**
 * 操作日志记录
 *
 * @param operLog 操作日志信息
 * @return 任务task
 */
public static TimerTask recordOper(final SysOperLog operLog)
{
    return new TimerTask()
    {
        @Override
        public void run()
        {
            // 远程查询操作地点
            operLog.setOperLocation(AddressUtils.getRealAddressByIP(operLog.getOperIp()));
            SpringUtils.getBean(ISysOperLogService.class).insertOperlog(operLog);
        }
    };
}
复制代码

AsyncManager.me().execute(AsyncFactory.recordOper(operLog));
复制代码

参考：juejin.cn/post/684490…