线程池就好比一个部门，部门一般都有一个项目经理，他有一系列的项目需要安排手下去完成，当人手不够的时候，就去招人，人手够了，大家都紧锣密鼓的工作了，几天后，项目经理发现任务比较多，心里考虑着先把多余的任务排列好，等大家忙完再分配，又过了几天，任务越来越多了，需要动态的再招几个人备用，终于人手差不多了，这个时候，如果项目任务还是很多，项目经理就该考虑挡住一些任务了。

哈哈，上面只是模仿线程池的设计硬举的一个例子。言归正传，为什么要使用线程池呢？

线程池的好处

由于创建或者销毁一个线程都是需要时间的，而且现在用户的操作像请求网络，读写文件等频率很高，如果频繁的去创建销毁线程，必然导致系统性能不佳，用户体验不好。 这个时候使用线程池就能很好的去调度线程，让系统处于一个资源利用相对平衡的状态。线程池不是新技术，之前就有，但是在 Java 1.5 之后 Doug Lea 编写了并发包（java.util.concurrent），让开发者对线程池的使用更加的方便。

线程池的使用方法

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static Executor cachePool = Executors.newCachedThreadPool(); //缓存线程池
static Executor fixedPool = Executors.newFixedThreadPool(5); // 固定线程个数的线程池
static Executor schePool = Executors.newScheduledThreadPool(4); //计划任务线程池
static Executor singlePool = Executors.newSingleThreadExecutor(); //单个线程

fixedPool.execute(Runnable r);

用起来非常简单，JDK 提供了几种不同的线程池，根据实际情况选择，获取到线程池的执行者之后，调用它的 execute() 方法，将任务传进去，交给线程执行。使用很简单，但是对于线程池的设计以及他的原理还是很有必要深入一下的。先自己定义一个简单得线程池跑一跑。

自定义线程池

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//100 是该容器（任务队列）的最大上限
BlockingQueue<Runnable> blockingQueue = new LinkedBlockingQueue<>(100);

//创建线程工厂
ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactory() {
	@Override
	public Thread newThread(Runnable r) {
		AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
		Thread thread = new Thread(r);
		thread.setName("MyThread = "+ atomicInteger.getAndIncrement());
		return thread;
	}
};


/**
 * @param corePoolSize 核心池个数 Google 工程师推荐 线程的个数 = CPU核心数 + 1  
 * @param maximumPoolSize 最大池个数
 * @param keepAliveTime 执行完后，线程存活时间
 * @param unit 时间单位
 * @param workQueue 工作队列
 * @param threadFactory 线程工厂
 */
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(5, 100, 1, TimeUnit.SECONDS, blockingQueue, threadFactory);

for(int i = 0; i < 10; i++){
	executor.execute(new Runnable() {

		@Override
		public void run() {
			//do something such as net file...
		}
	});
}
executor.shutdown();

Doug Lea 的设计逻辑

Doug Lea 设计线程池的逻辑与开头例子的描述几乎一致，整理如下：

如果当前池大小 poolSize 小于 corePoolSize ，则创建新线程执行任务。

如果当前池大小 poolSize 大于 corePoolSize ，小于 maximumPoolSize ，且等待队列未满，则进入等待队列

如果当前池大小 poolSize 大于 corePoolSize ，小于 maximumPoolSize ，且等待队列已满，则创建新线程执行任务。

如果当前池大小 poolSize 大于 corePoolSize 且大于 maximumPoolSize ，且等待队列已满，则调用拒绝策略来处理该任务。

线程池里的每个线程执行完任务后不会立刻退出，而是会去检查下等待队列里是否还有线程任务需要执行，如果在 keepAliveTime 里等不到新的任务了，那么线程就会退出。

几个类的说明

ThreadFactory — 线程工厂

它是一个接口，专门负责创建线程。在线程初始化的时候可以设置优先级，线程名称，守护进程状态，线程组等。

BlockingQueue — 阻塞队列

队列公有的方法 增加/移除/检索 元素，该队列为操作提供了四种处理形式。

  1. 抛异常
  2. 返回 null 或 false
  3. 阻塞线程直到操作完成
  4. 阻塞（指定时间）
Throws exception Special Value Blocks Times Out
Insert add(e) offer(e) put(e) offer(e,time,unit)
Remove remove() poll() take() poll(time,unit)
Examine Element peek()

BlockQueue 不接受 null 元素。否则会抛空指针异常
BlockQueue 容量是可以设定的，如果没有设定，则容量为 Integer.MAX_VALUE
BlockQueue 的实现是线程安全的。
BlockQueue 本质上不支持关闭，如果需要可以通过插入特定的结束标记 来让调用者中断。

BlockQueue 有几个常用的实现类

  • LinkedBlockingQueue 链表队列
  • ArrayBlockingQueue 数组队列
  • SynchronousQueue 同步队列（插入操作必须等待另一个线程的删除操作之后，反之亦然）
  • BlockDeque 它是个双端队列，可以两从两端插入/获取。 BlockQueue 是单端队列

线程池的流程图

ThreadPool