线程池的原理及创建方式
- 首先我们说说什么是线程池？
java中的线程池是运用场景最多的并发框架，几乎所有需要异步或并发执行的程序都可以使用线程池。
线程是一个重资源，JVM 中的线程与操作系统的线程是一对一的关系，所以在 JVM 中每创建一个线程就需要调用操作系统提供的 API 创建线程，赋予资源，并且销毁线程同样也需要系统调用。
- 为什么有线程池？
因为线程数太少无法充分利用 CPU ，太多的话由于上下文切换的消耗又得不偿失所以需要控制线程数量。
需要避免线程频繁地创建与销毁，所以要缓存一批线程
- 线程池的好处
1、降低资源消耗
通过重复利用机制降低线程创建和销毁造成的消耗
2、提高响应速度
当任务到达时，任务可以不需要等线程创建就能执行
3、提高线程的可管理性
线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以统一进行分配、优化、监控
- 作用
1、线程池是为突然大量爆发的线程设计的，通过有限的几个固定线程为大量的操作服务，减少了创建和销毁线程所需的时间，从而提高效率
2、如果一个线程的时间非常长，就没必要用线程池了，况且我们还不能控制线程池中线程的开始、挂起、中止。
- 原理
1、当前线程池中的线程数<corePoolSize，则每来一个任务，就会创建一个线程
2、当前线程池中的线程数>=corePoolSize，则每来一个任务，会尝试添加到任务缓存队列中，
若添加成功，则任务会等待空闲线程将其取出去执行，若添加失败，缓存队列满了，会尝试创建新的线程
3、如果缓存队列满了，且总线程数<maximumPoolSize前提下，创建新线程
4、如果总线程已经=maximumPoolSize，则执行任务拒绝策略进行处理
5、如果当前线程池中的线程数>corePoolSize，
这时如果某线程空闲时间>keepAliveTime，线程将被终止，直至线程池中的线程数=corePoolSize,
(如果允许为核心池中的线程设置存活时间，那么核心池中的线程空闲时间>keepAliveTime，线程也会被终止。)
6、线程池的拒绝策略
默认实现是 AbortPolicy 直接抛出异常。
实现 RejectedExecutionHandler 这个接口自定义即可。
- 线程池的分类
ThreadPoolExeutor
Executor框架的最顶层实现是ThreadPoolExecutor类
Executors工厂类中提供的
newSingleThreadExecutor 、
newScheduledThreadPool、
newFixedThreadPool、
newCachedThreadPool方法
其实也只是ThreadPoolExecutor的构造函数参数不同而已。
- 线程池的参数
- 1、corePoolSize 核心线程数
默认一直存活，即使是闲置状态
达到corePoolSize后，新的任务添加在workQueue
如果ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为true, 就会根据keepAliveTime终止线程
- 2、maximumPoolSize最大线程数
当线程池中的线程数等于corePoolSize并且workQueue已满，这时就看当前线程数是否大于maximumPoolSize
另外超过 corePoolSize的线程被称做"Idle Thread", 这部分线程会有一个最大空闲存活时间(keepAliveTime)，如果超过这个空闲存活时间还没有任务被分配，则会将这部分线程进行回收。
1和2区别：
核心线程数：实际运行的线程数；最大线程数：线程池最多创建的线程数量。corePoolSize<=corePoolSize
- 3、keepAliveTime非核心线程空闲存活时长
超过这个时长，非核心线程就会被收回，
如果调用了ThreadPoolExecutor#allowCoreThreadTimeOut(boolean) 的方法，核心线程数没满的情况下且空闲，该参数就会起作用
- 4、unit参数keepAliveTime的时间单位，共七种
天、时分秒、毫秒、微妙、纳秒
- 5、workQueue阻塞队列
此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。
ArrayBlockingQueue基于数组
LinkedBlockingQueue基于链表
synchronousQueue它不会保存提交的任务，而是将直接新建一个线程来执行新来的任务。
- 6、threadFactory线程工厂
用来为线程池创建线程，当不指定时，会调用默认线程工厂Executors.defaultThreadFactory()
- 7、rejectHandler拒绝执行策略
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务
- 线程池的常用方法
1、 execute（）：提交任务，交给线程池执行
2、 submit（）：提交任务，能够返回执行结果 execute + Future
3、shutdown（）：关闭线程池，等待任务都执行完
4、shutdownNow（）：关闭线程池，不等待任务执行完
5、getTaskCount（）：线程池已执行和未执行的任务总数
6、getCompletedTaskCount（）：已完成的任务数量
7、getPoolSize（）：线程池当前的线程数量
8、getActiveCount（）：当前线程池中正在执行任务的线程数量
- 线程池的创建方式
Java通过Executors（jdk1.5并发包）提供四种线程池，分别为：
1、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，则新建线程。
public class NewCachedThreadPool{
public static void main(String[] args){
//可缓存线程池 Executors表示启动线程的可创建线程数是无限大小的
ExecutorService executorService = new Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int temp = i;
//可执行线程 execute 启动线程
executorService.execute(new Runnable(){
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName + "," + temp);
}
});
}
//停止线程
executorService.shutdown();
}
}
2、newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
3、newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int temp=i;
//schedule 方法表示线程执行 表示延迟3秒之后 开始执行线程
scheduledExecutorService.schedule(new Runnable(){
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+""+temp);
}
}, 3, TimeUnit.SECONDS);
}
4、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。
注意：
1、当线程数达到核心数的时候，任务是先入队，而不是先创建最大线程数。
2、如果线程数已经达到核心线程数，那么新增加的任务只会往任务队列里面塞，不会直接给予某个线程，如果任务队列也满了，新增最大线程数的线程时，任务是可以直接给予新建的线程执行的，而不是入队。
问题？
1、此时线程数小于核心线程数，并且线程都处于空闲状态，现提交一个任务，是新起一个线程还是给之前创建的线程？
线程池会新起一个线程来执行这个新任务，不管老线程是否空闲。
2、你是怎么理解 KeepAliveTime 的？
线程池希望只维持核心线程数的线程，所以就弄了个 KeepAliveTime，当线程数大于核心数之后，如果线程空闲了一段时间（KeepAliveTime），就回收线程，直到数量与核心数持平。
3、那 workQueue 有什么用？
缓存任务供线程获取，这里要注意限制工作队列的大小。队列长了，堆积的任务就多，堆积的任务多，后面任务等待的时长就长。
4、你是如何理解拒绝策略的？
线程数总有拉满的一天，工作队列也是一样，如果两者都满了，此时的提交任务就需要拒绝，默认实现是 AbortPolicy 直接抛出异常。
剩下的拒绝策略有直接丢弃任务一声不吭的、
让提交任务的线程自己运行的、
淘汰老的未执行的任务而空出位置的，
具体用哪个策略，根据场景选择。当然也可以自定义拒绝策略，实现 RejectedExecutionHandler 这个接口即可。
5、线程池里的 ctl 是？
ctl 是一个涵盖了两个概念的原子整数类，它将工作线程数和线程池状态结合在一起维护，低 29 位存放 workerCount，高 3 位存放 runState。
6、你知道线程池有几种状态吗？
RUNNING：能接受新任务，并处理阻塞队列中的任务
SHUTDOWN：不接受新任务，但是可以处理阻塞队列中的任务
STOP：不接受新任务，并且不处理阻塞队列中的任务，并且还打断正在运行任务的线程
TIDYING：所有任务都终止，并且工作线程也为0，处于关闭之前的状态
TERMINATED：已关闭。
7、原生线程池的核心线程一定伴随着任务慢慢创建的吗？
并不是，线程池提供了两个方法：
prestartCoreThread：启动一个核心线程
prestartAllCoreThreads ：启动所有核心线程
8、线程池的核心线程在空闲的时候一定不会被回收吗？
有个 allowCoreThreadTimeOut 方法，把它设置为 true ，则所有线程都会超时，不会有核心数那条线的存在。
9、shutdownNow 了之后还在任务队列中的任务咋办？
线程池还算负责，调用drainQueue 方法。把未执行的任务拖拽到了一个列表中然后返回，至于怎么处理，就交给调用者了！