Java线程池七个参数详解

一、前言

1.1 线程池是什么

线程池（thread pool）：线程池是一种池化技术，类似的有数据库连接池，HTTP连接池、IP池等。

池化管理线程，无需额外创建和销毁线程，能避免创建过多线程导致线程频繁调度从而减低性能

1.2 线程池有什么用

总的来说有4点好处：

降低资源消耗：通过重复利用现有的线程来执行任务，避免多次创建和销毁线程。
提高相应速度：因为省去了创建线程这个步骤，所以在任务来的时候，可以立刻开始执行。
提高线程的可管理性：线程池进行统一的分配、调优和监控。
提供更多更强大的功能：线程池的可拓展性使得我们可以自己加入新的功能，比如说定时、延时来执行某些线程。

二、线程池的设计与实现

2.1 总体设计

Java中线程池核心实现类是ThreadPoolExecutor，首先看下ThreadPoolExecutor的UML类图，了解ThreadPoolExecutor的继承关系。

ThreadPoolExecutor的顶层接口是Executor：将任务提交和任务执行进行解耦。用户无需关注如何创建线程，如何调度线程来执行任务，用户只需要提供Runnable对象，将任务运行逻辑提交到执行器（Executor）中，由Executor框架来调配和执行。

2.2 ThreadPoolExecutor的运行逻辑

当任务提交到线程池里之后，需要经过以下流程

这里设corePoolSize（核心线程数量）为10，maximumPoolSize （最大线程数量）为20

三、线程池的7个核心参数

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                            int maximumPoolSize,
                            long keepAliveTime,
                            TimeUnit unit,
                            BlockingQueue<Runnable> workQueue, 
                            ThreadFactory threadFactory,
                            RejectedExecutionHandler handler);

3.1 corePoolSize 线程池核心线程大小

线程池中维护的一个最少的线程数量,即使这些线程处于空闲状态,他们也不会被销毁,除非设置了allowCoreThreadTimeOut。

3.2 maximumPoolSize 线程池最大线程数量

一个任务被提交到线程池之后，首先会到工作队列中，如果工作队列满了，则会创建一个新的线程，然后从工作队列中取出一个任务交给新线程处理，而将刚提交上来的任务放入到工作队列中。线程池最大的线程数量由maximunPoolSize来指定。

3.3 keepAliveTime 空闲线程存活时间

一个线程如果处于空闲状态，并且当前的线程数量大于corePoolSize，那么在指定的时间后，这个空闲的线程将被销毁，这个指定的时间就是keepAliveTime。

3.4 unit 空闲线程存活时间单位

keepAliveTime的计量单位，是一个枚举java.util.concurrent.TimeUnit。

3.5 workQueue 工作队列

新任务被提交之后，会先进入到此工作队列中，任务调度时再从队列中取出任务。jdk一共提供了四种工作队列。

ArrayBlockingQueue 数组型阻塞队列：数组结构，初始化时传入大小，有界，FIFO（先进先出），使用一个重入锁，默认使用非公平锁，入队和出队共用一个锁，互斥。
LinkedBlockingQueue 链表型阻塞队列：链表结构，默认初始化大小为Integer.MAX_VALUE，有界（近似无解），FIFO，使用两个重入锁分别控制元素的入队和出队，用Condition进行线程间的唤醒和等待。
SynchronousQueue 同步队列：容量为0，添加任务必须等待取出任务，这个队列相当于通道，不存储元素。
PriorityBlockingQueue 优先阻塞队列：无界，默认采用元素自然顺序升序排列。
DelayQueue 延时队列：无界，元素有过期时间，过期的元素才能被取出。

3.6 threadFactory 线程工厂

创建新线程的时候使用的工厂，可以用来指定线程名，是否为daemon线程等等。

3.7 handler 拒绝策略

当工作队列中的任务已经达到了最大的限制，并且线程池中线程数量达到了最大限制，如果这时候有新任务进来，就会采取拒绝策略，jdk中提供了四种拒绝策略。

AbortPolicy：丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
DiscardPolicy：丢弃任务，但是不抛出异常。可能导致无法发现系统的异常状态。
DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新提交被拒绝的任务。
CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务。

四、Executors创建线程池

java.util.concurrent.Executors提供了静态方法创建线程池。

newCachedThreadPool ：创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，否则新建线程。（线程最大并发数不可控制）
newFixedThreadPool：创建一个固定大小的线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool ：创建一个定时线程池，支持定时及周期性任务执行。
newSingleThreadExecutor ：创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

弊端：

newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor:主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存，甚至OOM。
newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool:主要问题是线程数最大数是Integer.MAX_VALUE，可能会创建数量非常多的线程，甚至OOM。