ThreadPool

一、线程池的理解

线程池是一种用于管理和复用线程的技术，它可以帮助我们更有效地执行大量异步任务。使用线程池的好处：

• 降低创建线程和销毁线程的性能开销
• 线程池本身会有参数来控制线程的创建数量，可以避免资源利用率过高的问题，起到保护资源作用
• 提高响应速度，新任务可以立即执行不需要等待线程创建

二、线程池类型

1. 核心概念
   1. corePoolSize：核心线程数
   2. maximumPoolSize：最大线程数，线程池最多还可以创建多少额外的线程来处理突发的任务量
   3. keepAliveTime：超时时间，对于超过核心线程数的那些线程，在空闲一段时间后会被终止以节省资源
   4. timeUnit：超时时间单位
   5. workQueue：保存执行任务的队列
   6. threadFactory：创建新线程使用的工厂
   7. handler：当线程池和任务队列都满了，新任务指定策略进行处理
2. JDK默认提供5中不同线程池的实现方式：
   1. CachedThreadPool，一种可以缓存的线程池，有以下3个特点
      1. 没有核心线程，不限制最大线程数，线程数最大可以到达：Integer.MAX_VALUE
      2. 线程存活时间是60s
      3. 阻塞队列用的是SynchronousQueue，是一种不能存储任何元素的阻塞队列，只要提交任务到这个队列，都需要分配一个工作线程来处理
   2. FixedThreadPool
      1. 核心线程数和最大线程数都是固定值，且相等
      2. 线程数等于核心线程数时，将任务加入阻塞队列等待执行
      3. 任务队列使用的是LinkedBlockingQueue，队列默认是无边界的
   3. SingleThreadExecutor
      1. 创建一个单线程化的线程池，只有唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务都按照FIFO顺序执行
   4. ScheduledThreadPool
      1. 支持定时和周期性的任务执行
      2. 具有延时执行功能的线程池，可以用来定时调度
   5. WorkStealingPool
      1. JDK8新的线程池，内部构造一个ForkJoinPool，利用工作窃取算法并行处理请求

三、原理分析

1. 大概流程
2. 过程描述
   1. 略，如上图

四、拒绝策略

1. AbortPolicy：直接抛出异常，默认策略
2. CallerRunsPolicy：调用者所在的线程来执行任务
3. DiscardOldersPolicy：丢弃阻塞队列中靠最前的任务，并执行当前任务
4. DiscardPolicy：直接丢弃任务

五、线程池状态

1. 线程池状态转化
2. 状态描述
   1. 

六、其他

1. 如何知道线程可以回收了？
   1. 因为所有工作线程都是从阻塞队列中获取执行任务的，所以，只要在在一定的时间内，阻塞队列中没有任何任务可以处理，那么这个线程就可以结束。这个过程是通过阻塞队列里面的poll()方法来实现的。
   2. poll()方法提供了超时时间和超时时间单位两个参数，当超过指定时间没有获取到任务，poll()放回null，从而终止当前线程，完成回收。
2. CPU密集型任务 和 I/O密集型任务如何配置核心数？
   1. CPU密集型任务
      1. 主要是执行计算操作，数学计算等，主要消耗的是CPU资源
      2. 核心线程数 = CPU核心数 + 1
   2. I/O密集型任务
      1. 主要涉及输入输出操作，比如文件读写、网络请求等；I/O密集型任务大部分时间处于等待状态，因此可以设置较大的最大线程数来提高并发度
      2. 核心线程数 = CPU核心数 * 2
3. 在线程池外部如何知道一个线程的任务已经执行完成？
   1. 线程池提供了isTerminated()方法，可以判断线程池的运行状态，一旦线程池的运行状态是Terminated意味着线程池的所有任务已经执行完了
   2. 线程池中有一个submit()方法，提供一个Future的返回值，通过future.get()可以获取任务返回值
   3. 可以通过CountDownLatch计数器实现，当线程执行任务完成后调用countDown()表示任务执行完成，来唤醒await()方法
   4. 线程池的工作线程中有一个钩子方法afterExecute()，工作线程执行完成任务后会回调的方法