多線程之線程池（上）

前言

最近一段時(shí)間，我們一直都在分享多線程相關(guān)知識(shí)，也一直有用線程池，但是一直沒有介紹線程池相關(guān)知識(shí)，所以今天我們就先來看下線程池相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。

線程池

ThreadPool，線程池，顧名思義就是存放線程的池子，也是jdk1.5引入的。對(duì)我們而言，它的最主要優(yōu)勢就是簡化了線程啟動(dòng)流程，讓我們可以更方便地使用多線程，再也不用手動(dòng)start線程，直接通過線程池提交我們的任務(wù)即可，而且合理使用線程池至于可以帶來以下幾個(gè)好處：

• 降低資源消耗：復(fù)用線程，降低創(chuàng)建和銷毀線程帶來的資源消耗

• 提高響應(yīng)速度：使用線程池，省去了線程創(chuàng)建和初始化過程，所以任務(wù)可以更快執(zhí)行

• 提高線程的可管理性：可以直接通過線程池管理、監(jiān)控、調(diào)度線程，線程管理更方便

常用線程池

常用的線程池有SingleThreadExecutor、CachedThreadPool、ScheduledThreadPool、FixedThreadPool，他們分別是單線程調(diào)度器，緩存線程池，定時(shí)任務(wù)線程池和固定線程池，他們都可以通過Executors創(chuàng)建，調(diào)用對(duì)應(yīng)的靜態(tài)方法即可，由于這一塊的內(nèi)容比較多，所以今天就簡單提一下，后面專門講一次。

自定義線程池

我們今天著重講下自定義線程池，自定義線程池也很簡單，直接new ThreadPoolExecutor()，然后傳入對(duì)應(yīng)的參數(shù)即可，大家可以看下下面的示例：

int corePoolSize = 10;
int maximumPoolSize = 20;
long keepAliveTime = 1000;
TimeUnit unit = TimeUnit.MICROSECONDS;
BlockingDeque<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingDeque<>();
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);
for (int i = 0; i < 50; i++) {
    threadPoolExecutor.execute(() -> {
        String name = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println("hello threadPool: "+ name);
    });
}
threadPoolExecutor.shutdown();

ThreadPoolExecutor有三個(gè)構(gòu)造方法，至少需要三個(gè)參數(shù)

其中第一個(gè)參數(shù)是線程池的基本大小，當(dāng)你提交一個(gè)任務(wù)到線程池時(shí)，線程池會(huì)創(chuàng)建一個(gè)線程來執(zhí)行任務(wù)，即使有空閑的線程存在，線程池依然會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新線程來執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)，直到線程池中的線程數(shù)達(dá)到線程基本大小（corePoolSize）；

第二個(gè)參數(shù)是線程池允許創(chuàng)建的最大線程數(shù)。如果工作隊(duì)列（第三個(gè)參數(shù)）滿了，且創(chuàng)建線程數(shù)已達(dá)到線程池基本大小，則線程池會(huì)繼續(xù)創(chuàng)建新的線程來執(zhí)行任務(wù)。如果你指定的工作隊(duì)列是無界的，那這個(gè)參數(shù)也就失效了。

第三個(gè)參數(shù)就是線程池工作隊(duì)列，就是當(dāng)你需要執(zhí)行的任務(wù)超過線程池基本大小的時(shí)候，會(huì)把超出部分放進(jìn)工作隊(duì)列，等待線程池基本線程資源釋放。

下面我們分別驗(yàn)證以上三點(diǎn)，運(yùn)行上面的示例代碼：

在第一次循環(huán)的時(shí)候（i=0），我們發(fā)現(xiàn)線程池的size是0，活動(dòng)線程數(shù)也是0，任務(wù)隊(duì)列也是0，完成任務(wù)數(shù)也是0，這也說明線程池在最開始的時(shí)候是沒有創(chuàng)建線程的；

然后我們讓他循環(huán)到第9次（i=8），這時(shí)候線程池已經(jīng)被初始化，有8個(gè)線程(由于斷點(diǎn)的原因，第9個(gè)線程尚未被創(chuàng)建)，活動(dòng)線程數(shù)5，完成執(zhí)行的任務(wù)數(shù)3，任務(wù)隊(duì)列還是0，說明確實(shí)在未達(dá)到線程池基本大小時(shí)，會(huì)不斷創(chuàng)建新的線程；

我們繼續(xù)執(zhí)行，讓他循環(huán)到第15次（i=14），可結(jié)果似乎和我們預(yù)期不一樣，按照預(yù)期，線程池的size應(yīng)該是10，活動(dòng)線程數(shù)也是10，任務(wù)隊(duì)列也是4，完成任務(wù)數(shù)可能不確定，所以這里肯定不能通過debug的方式來看了，因?yàn)?code style="overflow-wrap: break-word;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(255, 100, 65);">debug停頓之后好多線程資源已經(jīng)被釋放，任務(wù)根本就不會(huì)堆積，所以任務(wù)隊(duì)列就不會(huì)有數(shù)據(jù)：

所以這里我在線程池啟動(dòng)任務(wù)前加一行打印，打印線程池?cái)?shù)據(jù)

然后在運(yùn)行，就可以拿到運(yùn)行數(shù)據(jù)：

這樣的數(shù)據(jù)才是真實(shí)的，因?yàn)閷?shí)際運(yùn)行的時(shí)候，線程啟動(dòng)是非常快的，所以執(zhí)行完成的任務(wù)數(shù)應(yīng)該是0，等待任務(wù)數(shù)是4。

我們前面設(shè)定的最大線程數(shù)是20，但是翻看運(yùn)行記錄，我發(fā)現(xiàn)線程池的大小始終是10，說明只要不打到任務(wù)隊(duì)列的上限，并不會(huì)創(chuàng)建新的線程，這里我們把循環(huán)次數(shù)改為60，然后運(yùn)行下：

但是依然沒有創(chuàng)建新的線程，因?yàn)檫€是沒有達(dá)到任務(wù)隊(duì)列上限，我們把循環(huán)次數(shù)再調(diào)大一點(diǎn)，調(diào)到70:

現(xiàn)在線程池的大小就變成了19，活動(dòng)線程數(shù)19，但是這時(shí)候如果你繼續(xù)調(diào)大循環(huán)次數(shù)，線程池就會(huì)報(bào)錯(cuò)了：

這個(gè)錯(cuò)誤的原因就是線程池資源已經(jīng)耗盡了，無法再接收新的任務(wù)了，這也就是說線程池能夠處理的最大任務(wù)數(shù)是corePoolSize + maximumPoolSize + workQueue.size()  ，當(dāng)然，如果你的workQueue不設(shè)定大小，那永遠(yuǎn)都不會(huì)報(bào)這個(gè)錯(cuò)誤，當(dāng)然maximumPoolSize也就無效了。

總結(jié)

原本打算線程池一次分享完的，但是實(shí)際分享過程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)容太多了（已經(jīng)一千五百字了），所以今天就先到這里，明天再繼續(xù)分享線程池其他內(nèi)容。總的來說，今天的內(nèi)容已經(jīng)說明白了線程池很多基礎(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)（反正我自己覺得我都有好多收獲），算是干貨滿滿吧，你如果掌握了這些知識(shí)點(diǎn)，至少在使用線程池的過程中會(huì)少踩好多坑。好了，今天就先說這么多吧！