什么是线程池
在 Java 中，如果每个请求到达就创建一个新线程，创建和销毁线程花费的时间和消耗的系统资源都相当大，甚至可能要比在处理实际的用户请求的时间和资源要多的多。如果在一个 Jvm 里创建太多的线程，可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足为了解决这个问题,就有了线程池的概念，线程池的核心逻辑是提前创建好若干个线程放在一个容器中。如果有任务需要处理，则将任务直接分配给线程池中的线程来执行就行，任务处理完以后这个线程不会被销毁，而是等待后续分配任务。同时通过线程池来重复管理线程还可以避免创建大量线程增加开销。
工作原理如下图所示:
线程池的优势
1.降低资源消耗
2.提供响应速度
3.提供线程的可管理性
线程池的使用
在Java中，由 Executors 里面提供了几个线程池的工厂方法。
1.newFixedThreadPool：该方式返回一个固定数量的线程池，线程数不变，当有一个任务提交时，若线程池中空闲，则立即执行，若没有，则会被暂缓在一个任务队列中，等待有空闲的线程去执行。
2.newSingleThreadExecutor: 创建一个线程的线程池，若空闲则执行，若没有空闲线程则暂缓在任务队列中
3.newCachedThreadPool：返回一个可根据实际情况调整线程个数的线程池，不限制最大线程数量，若用空闲的线程则执行任务，若无任务则不创建线程。并且每一个空闲线程会在 60 秒后自动回收
4.newScheduledThreadPool: 创建一个可以指定线程的数量的线程池，但是这个线程池还带有延迟和周期性执行任务的功能，类似定时器。
但是在实际的生产环境中，却并不使用Executors提供的方式进行创建线程池。因为这几个均有响应的弊端
newFixedThreadPool,newSingleThreadExecutor,.newScheduledThreadPool 这些创建的方式中，他们的Queue的最大值为Integer.MAX_VALUE;即，在等待队列时，即队列无限大；
newCachedThreadPool这些方式创建的，他们的线程池的数量最大值为Integer.MAX_VALUE,导致OOM的问题；
所以一般，我们都是自己重写ThreadPoolExecutor()方法，自定义参数来进行创建线程池。
接下来，我们就来学习ThreadPoolExecutor()该方法
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;
}
这里的七大参数代表的含义分别为:
1.corePoolSize: 核心线程数量
2.maximumPoolSize： 最大线程限制
3.keepAliveTime: 空余线程存活时间
4.unit ： 时间单位
5.workQueue: 任务队列
6.threadFactory: 线程工厂
7.handler: 拒绝策略, 默认为抛出异常。
接下来，就针对ThreadPoolExecutor这个类的源码进行相关的学习。
认识一些常量和变量及方法相关的含义
1.ctl ：高三位表示当前线程池允许状态; 除去高三位之后的低位: 表示当前线程池中所拥有的线程数量
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
2.使用CAS 让ctl 值 +1 成功返回true,失败返回 false
private boolean compareAndIncrementWorkerCount(int expect) {
return ctl.compareAndSet(expect, expect + 1);
}
3.任务队列，当线程池中的线程达到核心线程数量时,再提交任务，就会直接提交到 workQueue workQueue 类型: ArrayBrokingQueue LinkedBrokingQueue 同步队列
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
4.线程池全局锁 增加worker 减少worker 需要持有 mainLock 修改线程池运行状态时，也需要
private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock();
5.线程池中真正存放 worker --> thread 的地方
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();
6.记录线程池生命中期内 线程数最大值
private int largestPoolSize;
7.记录线程池所完成任务总数，当worker 退出时，会将worker 完成的任务累计到 completedTaskCount
private long completedTaskCount;
8.创建线程时，会使用线程工厂
private volatile ThreadFactory threadFactory;
9.拒绝策略，juc包中提供了4种方式，默认采用 抛出异常的方式
private volatile RejectedExecutionHandler handler;
10空闲线程存款时间，当 allowCoreThreadTimeOut == false时， 会维护核心线程数量内的线程存活，超出部分会被超时；
private volatile long keepAliveTime;
11.控制核心线程数量内的线程是否可以被回收
private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut;
- 核心线程数量限制
private volatile int corePoolSize;
13.线程池最大线程限制
private volatile int maximumPoolSize;
- 缺省拒绝策略，采用的是 AbortPolicy 抛出异常的方式
private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler =
new AbortPolicy();
15.当worker启动时，会执行run()
public void run() {
// 核心方法
runWorker(this);
}
- 判断当前的worker是否被独占 0表示未被占用 1表示被占用了
protected boolean isHeldExclusively() {
return getState() != 0;
}
17.尝试去占用worker的独占锁
protected boolean tryAcquire(int unused) {
//使用CAS修改 AQS中的status，期望值为0(未占用)
if (compareAndSetState(0, 1)) {
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
return false;
}