線程池
- 線程池
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- 為什麼要使用線程池？
- 接口
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- Executors 提供四種線程池：
- 線程池相關參數的概念：
- 線程池的工作流程圖
- 線程池的關閉
- 問題
線程池
線程池，其實就是一個容納多個線程的容器，其中的線程可以反複使用，省去了頻繁建立線程對象的操作，無需反複建立線程而消耗過多資源。
為什麼要使用線程池？
在java中，如果每個請求到達就建立一個新線程，開銷是相當大的。在實際使用中，建立和銷毀線程花費的時間和消耗的系統資源都相當大，甚至可能要比在處理實際的使用者請求的時間和資源要多的多。除了建立和銷毀線程的開銷之外，活動的線程也需要消耗系統資源。如果在一個jvm裡建立太多的線程，可能會使系統由于過度消耗記憶體或“切換過度”而導緻系統資源不足。為了防止資源不足，需要采取一些辦法來限制任何給定時刻處理的請求數目，盡可能減少建立和銷毀線程的次數，特别是一些資源耗費比較大的線程的建立和銷毀，盡量利用已有對象來進行服務。
接口
Java裡面線程池的頂級接口是 Executor，不過真正的線程池接口是 ExecutorService， ExecutorService 的預設實作是 ThreadPoolExecutor；
Executors：線程池建立工廠類
普通類 Executors 裡面調用的就是 ThreadPoolExecutor。
Executors 類提供工廠方法用來建立不同類型的線程池。比如: newSingleThreadExecutor() 建立一個隻有一個線程的線程池，newFixedThreadPool(int numOfThreads)來建立固定線程數的線程池，newCachedThreadPool()可以根據需要建立新的線程，但如果已有線程是空閑的會重用已有線程。
1、在建立了線程池後，線程池中的線程數為零。
2、當調用 execute()方法添加一個請求任務時，線程池會做出如下判斷：
2.1 如果正在運作的線程數量小于 corePoolSize，那麼馬上建立線程運作這個任務；
2.2 如果正在運作的線程數量大于或等于 corePoolSize，那麼将這個任務放入隊列；
2.3 如果這個時候隊列滿了且正在運作的線程數量還小于maximumPoolSize，那麼還是要建立非核心線程立刻運作這個任務；
2.4 如果隊列滿了且正在運作的線程數量大于或等于 maximumPoolSize，那麼線程池會啟動飽和拒絕政策來執行。
當送出的任務數大于（workQueue.size() +maximumPoolSize ），就會觸發線程池的拒絕政策。
3、當一個線程完成任務時，它會從隊列中取下一個任務來執行。
4、當一個線程無事可做超過一定的時間（keepAliveTime）時，線程會判斷：
4.1 如果目前運作的線程數大于 corePoolSize，那麼這個線程就被停掉。
4.2 是以線程池的所有任務完成後，它最終會收縮到 corePoolSize 的大小。
Executors 提供四種線程池：
1）newSingleThreadExecutor
線程池根據需求建立線程,可擴容,遇強則強（銀行一共10個視窗，隻開放了3個視窗，其他7個視窗沒有開放，如果人很多就要開放其餘的視窗，高峰結束再回複到3個視窗狀态）
建立一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則建立線程。
特點：
1、線程池中數量沒有固定，可達到最大值（Interger. MAX_VALUE）
2、線程池中的線程可進行緩存重複利用和回收（回收預設時間為 1 分鐘）
3、當線程池中，沒有可用線程，會重新建立一個線程
場景: 适用于建立一個可無限擴大的線程池，伺服器負載壓力較輕，執行時間較短，任務多的場景。
2）newFixedThreadPool
一個任務一個任務執行，一池一線程（例如視窗隻能服務一個人，後面來的隻能等待）
建立是一個單線程池，也就是該線程池隻有一個線程在工作，所有的任務是串行執行的，如果這個唯一的線程因為異常結束，那麼會有一個新的線程來替代它，
此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的送出順序執行。
特點： 線程池中最多執行 1 個線程，之後送出的線程活動将會排在隊列中以此執行
場景: 适用于需要保證順序執行各個任務，并且在任意時間點，不會同時有多個線程的場景。
3）newFixedThreadPool (int) 一池N線程
建立固定大小的線程池，每次送出一個任務就建立一個線程，直到線程達到線程池的最大大小，線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變。
特征：
1、線程池中的線程處于一定的量，可以很好的控制線程的并發量
2、線程可以重複被使用，在顯示關閉之前，都将一直存在
3、超出一定量的線程被送出時候需在隊列中等待
場景: 适用于可以預測線程數量的業務中，或者伺服器負載較重，對線程數有嚴格限制的場景
4）newScheduledThreadPool （了解）
建立一個大小無限的線程池，此線程池支援定時以及周期性執行任務的需求。
線程池相關參數的概念：
public threadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit timeUnit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory){
this(corePoolSize,maximumPoolSize,keepAliveTime,
timeUnit, workQueue,threadFactory,defaultHandler);
}
1）corePoolSize：3
線程池的核心線程數（常駐線程數）
一般情況下不管有沒有任務都會一直線上程池中一直存活
2）maximumPoolSize： 7
線程池所能容納的最大線程數，當活動的線程數達到這個值後，後續的新任務将會被阻塞。
3）keepAliveTime：4
線程閑置時的逾時時長
控制線程閑置時的逾時時長，超過則終止該線程。一般情況下用于非核心線程
4）unit：
用于指定 keepAliveTime 參數的時間機關，TimeUnit 是個 enum 枚舉類型，常用的有：TimeUnit.HOURS(小時)、TimeUnit.MINUTES(分鐘)、TimeUnit.SECONDS(秒) 和 TimeUnit.MILLISECONDS(毫秒)等。
5）workQueue：任務隊列（阻塞隊列）
當核心線程數達到最大時，新任務會放在隊列中排隊等待執行。
6）threadFactory：線程工廠
線程工廠，它是一個接口，用來為線程池建立新線程的。
7）RejectedExecutionHandler handler: 拒絕政策（銀行有10個視窗，核心是3個視窗，所有視窗都開放，等待的座位也坐滿了，銀行再來新的顧客，銀行沒有能力接受新的顧客，銀行就要做一個拒絕政策，建議去别的銀行）
線程池的工作流程圖
線程池的關閉
ThreadPoolExecutor 提供了兩個方法，用于線程池的關閉，分别是 shutdown() 和 shutdownNow()。
shutdown()：不會立即的終止線程池，而是要等所有任務緩存隊列中的任務都執行完後才終止，但再也不會接受新的任務。
shutdownNow()：立即終止線程池，并嘗試打斷正在執行的任務，并且清空任務緩存隊列，傳回尚未執行的任務。
問題
1、什麼是 Executor 架構？
Executor架構在Java 5中被引入，Executor 架構是一個根據一組執行政策調用、排程、執行和控制的異步任務的架構。
無限制的建立線程會引起應用程式記憶體溢出，是以建立一個線程池是個更好的的解決方案，因為可以限制線程的數量并且可以回收再利用這些線程。利用 Executor 架構可以非常友善的建立一個線程池。
2、Executors 類是什麼？
Executors為Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory 和 Callable 類提供了一些工具方法。Executors 可以用于友善的建立線程池。