ThreadPoolExecutor机制

一、概述 
1、ThreadPoolExecutor作为java.util.concurrent包对外提供基础实现，以内部线程池的形式对外提供管理任务执行，线程调度，线程池管理等等服务； 
2、Executors方法提供的线程服务，都是通过参数设置来实现不同的线程池机制。 
3、先来了解其线程池管理的机制，有助于正确使用，避免错误使用导致严重故障。同时可以根据自己的需求实现自己的线程池

二、核心构造方法讲解 
下面是ThreadPoolExecutor最核心的构造方法

1. public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
2. int maximumPoolSize,
3. long keepAliveTime,
4. TimeUnit unit,
5. BlockingQueue<Runnable> workQueue,
6. ThreadFactory threadFactory,
7. RejectedExecutionHandler handler) {
8. if (corePoolSize < 0 ||
9. maximumPoolSize <= 0 ||
10. maximumPoolSize < corePoolSize ||
11. keepAliveTime < 0)
12. throw new IllegalArgumentException();
13. if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
14. throw new NullPointerException();
15. this.corePoolSize = corePoolSize;
16. this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
17. this.workQueue = workQueue;
18. this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
19. this.threadFactory = threadFactory;
20. this.handler = handler;
21. }

构造方法参数讲解

参数名	作用
corePoolSize	核心线程池大小
maximumPoolSize	最大线程池大小
keepAliveTime	线程池中超过corePoolSize数目的空闲线程最大存活时间；可以allowCoreThreadTimeOut(true)使得核心线程有效时间
TimeUnit	keepAliveTime时间单位
workQueue	阻塞任务队列
threadFactory	新建线程工厂
RejectedExecutionHandler	当提交任务数超过maxmumPoolSize+workQueue之和时，任务会交给RejectedExecutionHandler来处理

重点讲解： 
其中比较容易让人误解的是：corePoolSize，maximumPoolSize，workQueue之间关系。

1.当线程池小于corePoolSize时，新提交任务将创建一个新线程执行任务，即使此时线程池中存在空闲线程。 
2.当线程池达到corePoolSize时，新提交任务将被放入workQueue中，等待线程池中任务调度执行 
3.当workQueue已满，且maximumPoolSize>corePoolSize时，新提交任务会创建新线程执行任务 
4.当提交任务数超过maximumPoolSize时，新提交任务由RejectedExecutionHandler处理 
5.当线程池中超过corePoolSize线程，空闲时间达到keepAliveTime时，关闭空闲线程 
6.当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时，线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭

线程管理机制图示： 

三、Executors提供的线程池配置方案

1、构造一个固定线程数目的线程池，配置的corePoolSize与maximumPoolSize大小相同，同时使用了一个无界LinkedBlockingQueue存放阻塞任务，因此多余的任务将存在再阻塞队列，不会由RejectedExecutionHandler处理

1. public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
2. return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
3. 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
4. new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
5. }

2、构造一个缓冲功能的线程池，配置corePoolSize=0，maximumPoolSize=Integer.MAX_VALUE，keepAliveTime=60s,以及一个无容量的阻塞队列 SynchronousQueue，因此任务提交之后，将会创建新的线程执行；线程空闲超过60s将会销毁

1. public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
2. return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
3. 60L, TimeUnit.SECONDS,
4. new SynchronousQueue<Runnable>());
5. }

3、构造一个只支持一个线程的线程池，配置corePoolSize=maximumPoolSize=1，无界阻塞队列LinkedBlockingQueue；保证任务由一个线程串行执行

1. public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
2. return new FinalizableDelegatedExecutorService
3. (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
4. 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
5. new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
6. }

4、构造有定时功能的线程池，配置corePoolSize，无界延迟阻塞队列DelayedWorkQueue；有意思的是：maximumPoolSize=Integer.MAX_VALUE，由于DelayedWorkQueue是无界队列，所以这个值是没有意义的

1. public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
2. return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
3. }
4. public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(
5. int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
6. return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
7. }
8. public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
9. ThreadFactory threadFactory) {
10. super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, TimeUnit.NANOSECONDS,
11. new DelayedWorkQueue(), threadFactory);
12. }

四、定制属于自己的线程池

1. import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
2. import java.util.concurrent.ExecutorService;
3. import java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler;
4. import java.util.concurrent.ThreadFactory;
5. import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
6. import java.util.concurrent.TimeUnit;
7. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
8. public class CustomThreadPoolExecutor {
9. private ThreadPoolExecutor pool = null;
10. /**
11. * 线程池初始化方法
12. *
13. * corePoolSize 核心线程池大小----10
14. * maximumPoolSize 最大线程池大小----30
15. * keepAliveTime 线程池中超过corePoolSize数目的空闲线程最大存活时间----30+单位TimeUnit
16. * TimeUnit keepAliveTime时间单位----TimeUnit.MINUTES
17. * workQueue 阻塞队列----new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10)====10容量的阻塞队列
18. * threadFactory 新建线程工厂----new CustomThreadFactory()====定制的线程工厂
19. * rejectedExecutionHandler 当提交任务数超过maxmumPoolSize+workQueue之和时,
20. *                          即当提交第41个任务时(前面线程都没有执行完,此测试方法中用sleep(100)),
21. *                                任务会交给RejectedExecutionHandler来处理
22. */
23. public void init() {
24. pool = new ThreadPoolExecutor(
25. 10,
26. 30,
27. 30,
28. TimeUnit.MINUTES,
29. new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10),
30. new CustomThreadFactory(),
31. new CustomRejectedExecutionHandler());
32. }
33. public void destory() {
34. if(pool != null) {
35. pool.shutdownNow();
36. }
37. }
38. public ExecutorService getCustomThreadPoolExecutor() {
39. return this.pool;
40. }
41. private class CustomThreadFactory implements ThreadFactory {
42. private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
43. @Override
44. public Thread newThread(Runnable r) {
45. Thread t = new Thread(r);
46. String threadName = CustomThreadPoolExecutor.class.getSimpleName() + count.addAndGet(1);
47. System.out.println(threadName);
48. t.setName(threadName);
49. return t;
50. }
51. }
52. private class CustomRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {
53. @Override
54. public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
55. // 记录异常
56. // 报警处理等
57. System.out.println("error.............");
58. }
59. }
60. // 测试构造的线程池
61. public static void main(String[] args) {
62. CustomThreadPoolExecutor exec = new CustomThreadPoolExecutor();
63. // 1.初始化
64. exec.init();
65. ExecutorService pool = exec.getCustomThreadPoolExecutor();
66. for(int i=1; i<100; i++) {
67. System.out.println("提交第" + i + "个任务!");
68. pool.execute(new Runnable() {
69. @Override
70. public void run() {
71. try {
72. Thread.sleep(300);
73. } catch (InterruptedException e) {
74. e.printStackTrace();
75. }
76. System.out.println("running=====");
77. }
78. });
79. }
80. // 2.销毁----此处不能销毁,因为任务没有提交执行完,如果销毁线程池,任务也就无法执行了
81. // exec.destory();
82. try {
83. Thread.sleep(10000);
84. } catch (InterruptedException e) {
85. e.printStackTrace();
86. }
87. }
88. }

方法中建立一个核心线程数为30个，缓冲队列有10个的线程池。每个线程任务，执行时会先睡眠0.1秒，保证提交40个任务时没有任务被执行完，这样提交第41个任务是，会交给CustomRejectedExecutionHandler 类来处理。