1.原理

1.1為什麼使用執行緒池？

執行緒池體現了一種池化的思想，有些類似於mysql的連線池。我們在使用多執行緒的時候，阿里規約會建議我們使用執行緒池，而不是直接new Thread。我認為執行緒池主要體現在以下幾個優點：

• 便於管理執行緒，比如，可以自定義控制執行緒的建立數量。因為可以實現執行緒的統一分配，呼叫及監控。
• 降低系統的資源消耗，通過重用已存在的執行緒，降低執行緒建立和銷燬造成的消耗。
• 提高響應的速度，這裡主要體現在任務到達時，不用再等待執行緒建立便可以直接呼叫。

1.2 執行緒池原理

執行緒池的主要執行流程如下：

ThreadPoolExecutor執行示意圖如下：

1. corePool核心執行緒池是否已滿，如果未滿，則建立新執行緒來執行任務。

2. corePool已滿，則將任務存至BlockingQueue工作佇列中。

3. 若建立後的執行緒數量將大於maximumPoolSize,則呼叫RejectedExecutionHandler的策略來處理此類未執行的任務，若建立執行緒後的資料仍然小於等於maximumPoolSize，則直接建立執行緒來執行任務。

以上三步中，只有第二步不會要求獲取全域性鎖。在設計上已經盡力避免進行獲取全域性鎖的這個消耗操作，所以一般在第二步的時候就已經可以處理完成任務了。

為什麼設計的時候會區分核心執行緒池和最大執行緒池呢？

個人理解是為了追求效能與資源消耗的極致吧，假如核心執行緒池足以滿足任務執行的需求，那就不必再建立核心執行緒池之外的執行緒，同時，真的出現執行緒不夠用的時候，同樣也會給它一個機會來建立一個執行緒
執行。儘量不出現無法執行任務的情況。只是個人猜想，望指正。

2.使用

2.1 建立

構造方法

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

 

• corePoolSize：核心執行緒池大小。當提交一個任務到執行緒池時，執行緒池會建立一個執行緒來執行任務，即使存在空閒的核心執行緒能夠執行任務，其仍會建立執行緒，等到需要執行的任務數大於執行緒池基本大小時就不再建立。

• maximumPoolSize：最大執行緒數大小。執行緒池允許建立的最大執行緒數。如果佇列滿了，並且已建立的執行緒數小於最大執行緒數，則執行緒池會再建立新的執行緒執行任務。值得注意的是，如果使用了無界的任務佇列這個引數就沒什麼效果。

• keepAliveTime：執行緒存活時間。這裡是指工作執行緒在執行任務進入空閒狀態的時候。當有需要任務需要頻繁執行的時候，可以調節此引數來使執行緒存活時間增加，避免頻繁建立新執行緒造成資源的浪費。

• TimeUnit：執行緒存活時間單位。

• ThreadFactory：用於設定建立執行緒的工廠，可以通過執行緒工廠給每個創建出來的執行緒設定更有意義的名字 。

• workQueue：任務工作佇列。用於儲存等待執行的任務的阻塞佇列。有以下幾種：

  • ArrayBlockingQueue：基於陣列結構的有界阻塞佇列，FIFO的原則進行元素的排序。

  • LinkedBlockingQueue: 基於連結串列結構的阻塞佇列，此佇列按FIFO排序元素，吞吐量通常要高於ArrayBlockingQueue。靜態工廠方法Executors.newFixedThreadPool()使用了這個佇列。

  • SynchronousQueue:不儲存元素的阻塞佇列。每個插入操作必須等到另一個執行緒呼叫移除操作，否則插入操作一直處於阻塞狀態，吞吐量通常要高於LinkedBlockingQueue，靜態工廠方法Executors.newCachedThreadPool使用了這個佇列，個人理解此佇列為了保證每個任務儘可能的被執行處理。

  • PrirorityBlockingQueue:具有優先順序的無限阻塞佇列。

• RejectedExecutionHandler：飽和策略。當工作佇列和執行緒池無法接收或執行任務時，則採用一種策略來處理提交的任務。

  • AbortPolicy:直接丟擲異常

  • CallerRunsPolicy:只用呼叫者所線上程來執行任務。

  • DiscardOldestPolicy:丟棄佇列裡最近的一個任務，並執行當前任務。

  • DiscardPolicy:不處理任務，直接丟棄掉。

2.2 執行

向執行緒池提交任務主要有兩個方法：

• execute()方法

  提交一個不需要返回值的任務，所以無法判斷任務是否被執行緒池執行。例如：

          threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {
              @Override
              public void run() {
                  //do something
              }
          });
  

• submit()方法

  可以返回任務執行的結果，通過Future物件來包裝執行的結果，Future物件可以獲取任務是否執行成功，任務執行的結果等。

              Future future = threadPoolExecutor.submit(()->{
                  try {
                      Thread.sleep(2000L);
                  } catch (InterruptedException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName());
             });
  

2.3 關閉

使用shutdown或shutdownNow方法來關閉執行緒池。它們的原理是遍歷執行緒池中的工作執行緒，然後逐個呼叫執行緒的interrupt方法來中斷

執行緒，因此無法響應中斷的任務可能永遠無法終止。

二者的區別是，shutdownNow首先將執行緒池的狀態設定成STOP，然後嘗試停止所有的正在執行或暫停任務的執行緒，並返回等待執行任

務的列表，而shutdown只是將執行緒池的狀態設定成SHUTDOWN狀態，然後中斷所有沒有正在執行任務的執行緒，算是我們常說的優雅的

關閉方式。

只要呼叫了這兩個關閉方法中的任意一個，isShutdown方法就會返回true。當所有的任務都已關閉後，才表示執行緒池關閉成功，這時調

用isTerminaed方法會返回true。至於應該呼叫哪一種方法來關閉執行緒池，應該由提交到執行緒池的任務特性決定，通常呼叫shutdown方

法來關閉執行緒池，如果任務不一定要執行完，則可以呼叫shutdownNow方法。

2.4 配置

技術離不開業務需求，所以線上程池的配置上也離不開實際的需求。比如：當需要處理提交頻繁的任務時，我們可以嘗試將執行緒的存活時間調大。再或者，如果為了保持應用的穩定性，我們可以使用有界的阻塞佇列，避免佇列中執行緒任務不斷積壓，導致記憶體崩潰。

參考：《Java併發程式設計的藝術》