0.背景
参考资料：Java线程池实现原理及其在美团业务中的实践
在 Java 早期，每次创建线程时，都要涉及到线程的创建、销毁以及资源管理，这对于系统的性能和资源利用率是一种浪费。
因此，Java 提供了线程池的概念，以提高线程的管理效率和性能。
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资源管理优化：传统的线程创建和销毁需要涉及系统资源的分配和释放，而频繁的线程创建和销毁会导致资源的浪费和性能下降。
线程池通过维护一组可重用的线程来减少线程的创建和销毁次数，从而优化了系统资源的利用。
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线程复用：线程池可以维护一定数量的线程池，这些线程可以被重复利用来执行多个任务，而不必每次都创建新线程。
这样可以避免频繁地创建和销毁线程，提高了系统的性能和效率。
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任务调度和管理：线程池可以对任务进行调度和管理，可以根据任务的优先级和类型来调度执行线程，提供了更加灵活和可控的任务执行方式。
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并发控制：线程池提供了一种方便的方式来控制并发执行的线程数量，可以限制同时执行的线程数量，从而避免因线程过多导致系统资源耗尽或性能下降的问题。
1.概念
1.1 关键词
记忆方法：核大存单队略厂（这里和大存单的队伍略长）
1.1.1 核心线程数 corePoolSize
- 含义：指定线程池中保持的活动线程数。除非设置了
allowCoreThreadTimeOut为true，否则这些线程不会被回收。 - 作用：核心线程数决定了线程池中保持的最小活动线程数，即使线程处于空闲状态也不会被回收。
1.1.2 最大线程数 maximumPoolSize
- 含义：指定线程池中允许创建的最大线程数。当任务队列已满且核心线程数已达到最大时，线程池会创建新的线程来执行任务，直到达到最大线程数为止。
- 作用：最大线程数决定了线程池中允许创建的最大线程数，用于处理任务队列中的任务。
1.1.3 空闲线程存活时间 keepAliveTime
- 含义：指定空闲线程的存活时间，即当线程池中的线程处于空闲状态且空闲时间超过该值时，这些空闲线程可以被回收。
- 作用：通过设置线程的存活时间，可以控制线程池中线程的数量，避免因线程过多导致系统资源的浪费。
1.1.4 空闲线程存活时间单位 unit
- 含义：指定空闲线程存活时间的单位，可以是纳秒、微秒、毫秒、秒、分钟、小时或天等。
- 作用：单位参数用于指定空闲线程存活时间的时间单位，与
keepAliveTime参数配合使用。
1.1.5 工作队列 workQueue
- 含义：任务队列，用于保存等待执行的任务。线程池中的线程会从任务队列中取出任务执行。
- 作用：工作队列用于存储提交给线程池但尚未执行的任务，当线程池中的线程处于忙碌状态时，新的任务会被放入任务队列等待执行。
1.1.6 拒绝策略 rejectedExecutionHandler
- 含义：拒绝策略，用于处理当任务无法被线程池执行时的情况。当任务队列已满且无法接受新的任务时，或者线程池已关闭但仍然有任务提交时，会触发拒绝策略。
- 作用：拒绝策略定义了线程池无法处理任务时的行为，包括抛出异常、丢弃任务、阻塞调用者或者执行任务的线程等待一段时间后再尝试执行任务等。选择合适的拒绝策略能够有效地处理任务提交过载的情况，保护线程池和系统的稳定性。
1.1.7 线程工厂 threadFactory
- 含义：线程工厂，用于创建新的线程。当线程池需要创建新线程时，会调用线程工厂的
newThread(Runnable r)方法来创建线程。 - 作用：线程工厂用于创建线程池中的线程实例，通过自定义线程工厂，可以控制线程的创建过程，如设置线程的名称、优先级、是否为守护线程等。
1.2 线程池的状态
线程池运行的状态，并不是用户显式设置的，而是伴随着线程池的运行，由内部来维护。
| 运行状态 | 是否接收任务 | 是否处理任务 | 状态描述 |
|---|---|---|---|
| RUNNING | √ | √ | 能接受新提交的任务，并且也能处理阻塞队列中的任务。 |
| SHUTDOWN | × | √ | 不再接受新提交的任务，可以继续处理阻塞队列中已保存的任务。 |
| STOP | × | × | 不再接受新任务，也不继续处理队列中的任务，会中断正在处理任务的线程。 |
| TIDYING | - | - | 所有的任务都已终止了，workerCount(有效线程数)为0。 |
| TERMINATED | - | - | 终止状态，在 terminated() 方法（预留）执行完后进入该状态。 |
状态转换如下：
1.3 运行过程
有核心线程，优先用核心线程。核心线程不够用，先往工作队列里放。工作队列都放不下了，再创建非核心线程来执行。实在是不行了，只能进行拒绝。
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开始，接收到提交的一个任务。
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判断线程池是否还在运行
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如果不是RUNNING状态，则不再接受任务提交，进行拒绝策略。
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如果是RUNNINNG状态，可以接收任务提交。
判断当前工作线程数与核心线程数的关系
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小于核心线程数，新建工作线程（核心）并执行。
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大于等于核心线程数
检查工作队列情况
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工作队列未满，添加任务到工作队列中，等待获取执行。
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工作队列已满
检查最大线程数
- 未达到最大线程数，新建工作线程（非核心）执行。
- 已经达到最大线程数，进行任务拒绝。
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1.4 理解
注意，以下是我的理解，我半桶水，你记得带自己的思考来阅读喔。
1.4.1 核心线程数和最大线程数
忽略核心线程是否可以销毁
核心线程必定在运行，是我们使用的最小成本。而最大线程是一个兜底机制，不可能无休止的来创建线程，必定要有个度。
线程池中的任务，是依赖核心线程和非核心线程来执行的，不是说跟线程创建销毁跟工作队列没关系，而是侧重点不同，工作队列的目的是缓冲。
1.4.2 工作队列存在的意义
工作队列的存在，是为了提供一个缓冲，帮助线程池保持一个最小可运转的线程数量，避免频繁的创建和销毁线程。
好，我们回顾上面的图，核心线程没满的时候，我们可以新建线程来执行，在核心线程内的数量，我们是很好接受的。
那么，当我的核心线程都不够用了，这个时候，暴力的方式当然是直接新建线程来执行。
- 优点，核心线程在忙碌，我直接搂一个新线程，立马就能执行，效率很高。
- 缺点，涉及到的频繁的创建线程（高成本）。
有了工作队列后，我们核心线程都在忙碌时，选择先将任务放到队列里等一等，实在再放不下了，再来创建线程执行。
我们还可以极端点，假设我们新建一个线程要2s，执行一个任务只要0.5s。
核心线程已满，这个时候，我们是不是等个0.5s就能空闲出一个核心线程，然后就有得执行了。而不是选择立马新建一个，耗费2s。
1.4.3 ThreadPoolExecutor分析
1.4.3.1 关于参数校验
经常会有面试问，核心线程数能设置为0吗？
注意这是构造方法，是做了校验的。
A.参数不合法异常 IllegalArgumentException
- 核心线程数 < 0
- 最大线程数 <= 0
- 最大线程数 < 核心线程数
- 线程存活时间小于0
B.空指针异常NullPointerException
- 工作队列为null
- 线程工厂为null
- 拒绝策略为null
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.acc = System.getSecurityManager() == null ?null :AccessController.getContext();this.corePoolSize = corePoolSize;this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;this.workQueue = workQueue;this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);this.threadFactory = threadFactory;this.handler = handler;}
这个构造函数，最少需要5个核心参数喔。
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue) {this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);}
1.4.3.2 核心线程数可以为0吗？
可以
线程池也可以接收任务，线程池会依赖非核心线程来执行任务。
任务首先会被放入工作队列进行缓冲，如果工作队列已满，再根据最大线程数的限制来新建非核心线程来执行任务。
只有在工作队列已满，且线程池中的线程数未达到最大线程数时，才会创建新的线程，如果线程池已达到最大线程数，则不会再创建新线程，根据拒绝策略来处理任务。
然后呢，这个时候也有个问题，由于我们没有核心线程，直接被放到工作队列里，这个队列没满的话，就不会创建线程，相当于在干等。
嗯，就跟我们写的代码一样，让人感到无语。
1.4.3.3 最大线程数可以为0吗？
不可以
首先通过前面可以知道，最大线程数必须比核心线程数大，然后呢，核心线程数不能小于0（参数异常），但是核心线程数可以等于0。
然后呢，还有个校验，是最大线程数是必须大于核心线程数的，所以说呀，这个最大线程数，最小值是1。
哦，sorry，最大线程数的判断直接是maximumPoolSize <= 0 抛异常。
我没骗你，你自己看图。
1.4.4 执行流程代码简述
public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();int c = ctl.get();if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true))return;c = ctl.get();}if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();if (! isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}else if (!addWorker(command, false))reject(command);
}
2.实现
2.1 Executor接口
- 定义了一个单一的方法
execute(Runnable command)，用于执行提交的任务。 - 只关注任务的提交方式，不关心任务的执行细节。
2.2 ExecutorService接口
- 是
Executor接口的子接口，提供了更多的方法用于任务管理和线程池控制。 - 定义了一系列方法来提交任务、关闭线程池、管理任务的执行状态等。
2.3 Executors类
- 是一个工具类，提供了一系列静态方法用于创建不同类型的线程池。
- 通过
Executors类可以快速方便地创建各种预定义类型的线程池，如固定大小线程池、可缓存线程池等
2.4 ThreadPoolExecutor类
- 是
ExecutorService接口的一个具体实现类，也是Executors类创建线程池的底层实现。 - 提供了一个灵活的线程池实现，可以通过构造方法来设置各种参数，如核心线程数、最大线程数、任务队列、拒绝策略等。
