java线程的创建、销毁和线程减切换是一件比较耗费计算机资源的事。如果我们需要用多线程处理任务，并频繁的创建、销毁线程会造成计算机资源的无端浪费。

一、线程池的优点（资管速）

1、降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

2、提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。

3、提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

二、线程池的创建

线程池的创建可以通过创建 ThreadPoolExecutor 对象或者调用 Executors 的工厂方法来创建线程池。但是在阿里巴巴的java开发手册中提到：

【强制】线程池不允许使用 Executors 去创建，而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。 
说明： Executors 返回的线程池对象的弊端如下： 
1） FixedThreadPool 和 SingleThreadPool: 
允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致 OOM。 
2） CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool: 
允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE， 可能会创建大量的线程，从而导致 OOM。

ThreadPoolExecutor

因此先看一下怎么通过创建 ThreadPoolExecutor 对象来创建一个线程池。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
 int maximumPoolSize,
 long keepAliveTime,
 TimeUnit unit,
 BlockingQueue<Runnable> workQueue,
 ThreadFactory threadFactory,
 RejectedExecutionHandler handler)

三、线程池参数详解

这是 ThreadPoolExecutor 的构造方法，其中的参数含义如下：

1、corePoolSize：核心线程池大小， 当新的任务到线程池后，线程池会创建新的线程（即使有空闲线程），直到核心线程池已满。

2、maximumPoolSize：最大线程池大小，顾名思义，线程池能创建的线程的最大数目

3、keepAliveTime：程池的工作线程空闲后，保持存活的时间

4、TimeUnit： 时间单位

5、BlockingQueue<Runnable>：用来储存等待执行任务的队列

6、threadFactory：线程工厂

7、RejectedExecutionHandler： 当队列和线程池都满了时拒绝任务的策略

重要参数的说明：

corePoolSize 和 maximumPoolSize

默认情况下线程中的线程初始时为 0， 当有新的任务到来时才会创建新线程，当线程数目到达 corePoolSize 的数量时，新的任务会被缓存到 workQueue 队列中。如果不断有新的任务到来，队列也满了的话，线程池会再新建线程直到总的线程数目达到 maximumPoolSize。如果还有新的任务到来，则要根据 handler 对新的任务进行相应拒绝处理。

BlockingQueue<Runnable>

一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，常用的有如下几种：

  1. ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。
  2. LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO （先进先出） 排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列。
  3. SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
  4. PriorityBlockingQueue：一个具有优先级得无限阻塞队列。

RejectedExecutionHandler

当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务。有下面四种JDK提供的策略：

  1. AbortPolicy(异常策略，abort:终止)，表示无法处理新任务时抛出异常, 默认策略
  2. CallerRunsPolicy(调用者运行策略)：用调用者所在线程来运行任务。
  3. DiscardOldestPolicy（弃旧政策,discard:丢弃; 抛弃; ）： 该策略将丢弃最老的一个请求，也就是即将被执行的任务，并尝试再次提交当前任务。
  4. DiscardPolicy（丢弃策略）：不处理，丢弃掉

除了这些JDK提供的策略外，还可以自己实现 RejectedExecutionHandler 接口定义策略。

 

四、使用 Executors 的工厂方法创建线程

1. SingleThreadExecutor

创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。

此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
 return new FinalizableDelegatedExecutorService
 (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
 new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
 threadFactory));
 }

2. FixedThreadPool

创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。

线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
 return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
 new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
 threadFactory);

3. CachedThreadPool

创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，

那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。

此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小, 极端情况下会因为创建过多线程而耗尽系统资源

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
 return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
 60L, TimeUnit.SECONDS,
 new SynchronousQueue<Runnable>());
 }

这里虽然指定 maximumPool 为 Integer.MAX_VALUE，但没什么意义，如果不能满足任务执行需求，CachedThreadPool 还会继续创建新的线程。

4. ScheduledThreadPool

主要用来在给定的延迟之后运行任务，或者定期执行任务。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(
 int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
 return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
 }

5. newWorkStealingPool

newWorkStealingPool 是jdk1.8才有的，会根据所需的并行层次来动态创建和关闭线程，通过使用多个队列减少竞争，底层用的 ForkJoinPool来实现的。ForkJoinPool 的优势在于，可以充分利用多cpu，多核cpu的优势，把一个任务拆分成多个“小任务”，把多个“小任务”放到多个处理器核心上并行执行；当多个“小任务”执行完成之后，再将这些执行结果合并起来即可。

五种线程池的使用场景

newSingleThreadExecutor：一个单线程的线程池，可以用于需要保证顺序执行的场景，并且只有一个线程在执行。

newFixedThreadPool：一个固定大小的线程池，可以用于已知并发压力的情况下，对线程数做限制。

newCachedThreadPool：一个可以无限扩大的线程池，比较适合处理执行时间比较小的任务。

newScheduledThreadPool：可以延时启动，定时启动的线程池，适用于需要多个后台线程执行周期任务的场景。

newWorkStealingPool：一个拥有多个任务队列的线程池，可以减少连接数，创建当前可用cpu数量的线程来并行执行。