线程池介绍

管理一系列线程的资源池，其提供了一种限制和管理线程资源的方式。每个线程池还维护一些基本统计信息，例如已完成任务的数量。

• 降低线程频繁创建销毁的成本；
• 任务到达不需要等待线程创建立刻执行，提高响应速度；
• 确保线程数量不会过多，提升稳定性。

Executor 框架介绍

还有关键的一点：有助于避免 this 逃逸问题。

this 逃逸是指在构造函数返回之前其他线程就持有该对象的引用，调用尚未构造完全的对象的方法可能引发令人疑惑的错误。

Executor 框架结构主要由三大部分组成：

• 任务，需要传入的对象类实现Runnable /Callable接口
• 任务的执行：核心接口Executor
• 异步计算的结果：核心接口Future，调用 submit 提交任务会返回一个FutureTask对象，execute 不会返回这个对象
  • 主线程可以通过FutureTask.get()方法来等待任务执行完成，或者调用FutureTask.cancel()取消任务的执行
  • get 可以设定超时时间，超过了抛异常

ThreadPoolExecutor 类

是 Executor 框架最核心的线程池实现类，主要有以下几个参数

• corePoolSize：线程池核心线程数量：会一直存活的线程
  • 初始线程池持有线程为 0，当有任务到来才开始创建
  • CPU 密集型 N+1，IO 密集型 2N，其中 N 是 CPU 核心数
• maximumPoolSize：线程池最大线程数量：大于等于核心数量，可以允许的最大同时运行数
  • 只有任务队列满了，才会创建新的非核心线程，避免频繁创建销毁
• keepAliveTime：非核心线程最大空闲存活时间
• unit：时间单位
• workQueue：任务队列，存储等待执行任务的队列
  • 无界队列：最大空间Integer.MAX_VALUE
  • 同步队列：没有空间的队列
  • 延迟阻塞队列：按照定义的延迟时间先后排序，由堆实现，最大空间Integer.MAX_VALUE，可以手动继承修改入队逻辑，避免数量过大
  • 有界阻塞队列：固定容量的队列
  • 无界队列由于无限制增长，基本不会触发拒绝策略，也不会创建非核心线程
• threadFactory：线程工厂，用于创建线程，一般默认
• handler：拒绝策略，达到最大线程且队列满了后的处理方式
  • 1、默认抛出异常拒绝新任务
  • 2、直接丢弃不处理
  • 3、丢弃队列中最早未处理的任务
  • 4、当前线程直接执行该任务，可能拖慢整体的运行速度，后续任务会阻塞
    • 适合所有任务都不能丢弃的情况
    • 唯一一个不会丢失任务的策略
  • 可以通过消息队列配合抛出异常保证任务不丢失，更加优雅可靠

创建线程池方法

• ThreadPoolExecutor 手动创建（推荐）
• Executors 工具类创建：都有 OOM 的风险，不建议使用
  • FixedThreadPool：固定线程数量的线程池。
  • SingleThreadExecutor： 只有一个线程的线程池。
    • 前两者使用无界队列，会 OOM
  • CachedThreadPool：容量无限大的线程池。
    • 使用同步队列，线程过多会 OOM
  • ScheduledThreadPool：通过延迟阻塞队列实现优先级执行。
    • 言辞阻塞队列无界，会 OOM
• 建议不同类别的业务用不同的线程池，否则可能死锁
  • 试想这样一种极端情况：假如我们线程池的核心线程数为 n，父任务（扣费任务）数量为 n，父任务下面有两个子任务（扣费任务下的子任务），其中一个已经执行完成，另外一个被放在了任务队列中。由于父任务把线程池核心线程资源用完，所以子任务因为无法获取到线程资源无法正常执行，一直被阻塞在队列中。父任务等待子任务执行完成，而子任务等待父任务释放线程池资源，这也就造成了 "死锁" 。
  • 即相互需要对方执行结束，但是一个占据了线程，一个获取不到线程
• 当线程池不再需要使用时，应该显式地关闭线程池，释放线程资源。
• 注意：线程池和 ThreadLocal共用，可能会导致线程从ThreadLocal获取到的是旧值/脏数据。这是因为线程池会复用线程对象，与线程对象绑定的类的静态属性 ThreadLocal 变量也会被重用，这就导致一个线程可能获取到其他线程的ThreadLocal 值。
  • 不要以为代码中没有显示使用线程池就不存在线程池了，像常用的 Web 服务器 Tomcat 处理任务为了提高并发量，就使用到了线程池，并且使用的是基于原生 Java 线程池改进完善得到的自定义线程池。
• 线程池尽量不要放耗时任务
  • 如果将耗时任务提交到线程池中执行，可能会导致线程池中的线程被长时间占用，无法及时响应其他任务，甚至会导致线程池崩溃或者程序假死。
  • 因此，在使用线程池时，我们应该尽量避免将耗时任务提交到线程池中执行。对于一些比较耗时的操作，如网络请求、文件读写等，可以采用 CompletableFuture 等其他异步操作的方式来处理，以避免阻塞线程池中的线程。

常用方法

• execute/submit：
  • 后者返回 FutureTask 对象，前者不返回
  • 线程执行异常，前者直接销毁该线程后重建，后者封装在对象中由用户处理
• shutdown/shutdownNoe：前者会将队列中的所有任务执行完毕后关闭线程池，后者立刻关闭
• isTerminated/isShutdown：前者 shutdown 后立刻返回 true，后者 shutdown 后且完成所有任务后返回 true