一：故事背景

最近咋搞多线程的研究学习。本文会系统的告诉你，Java中的多种线程池，以及在项目中该如何去选择对应的线程池，提升项目的处理能力。
池化技术是程序设计中非常常见的一种思想，大家可以通过我的博客池化思想了解，什么是池化思想。
为什么我们要使用线程池而不是创建线程去执行任务呢？

1. 复用已创建的线程，避免创建线程的时候耗费资源
2. 对线程进行统一管理
3. 控制并发的数量，不至于创建的线程过多，导致资源消耗过多，最终造成服务器崩溃。

二：线程池原理

想要了解线程池原理，就先从其类图开始

Executor 是线程池的顶级接口，其定义了方法execute。其中ThreadPoolExecutor类是我们重点关注的类，让我们来看看其构造方法

2.1 ThreadPoolExecutor的构造方法的七个参数

ThreadPoolExecutor一共有七个参数，其中5个是必须的参数，2个值可选参数。

2.1.1 必须参数

1. int corePoolSize：该线程池中核心线程数最大值
   核心线程会一直存在在线程池中，无论是否有需要待执行的任务

2. int maximumPoolSize：该线程池中线程总数最大值 。
   该值等于核心线程数量 + 非核心线程数量。这两个值加起来决定了可以创建多少个非核心线程

3. long keepAliveTime：非核心线程闲置超时时长。非核心线程如果处于闲置状态超过该值，就会被销毁。如果设置allowCoreThreadTimeOut(true)，则会也作用于核心线程。

4. TimeUnit unit：keepAliveTime的单位。TimeUnit是一个枚举类型 ，包括以下属性：
   NANOSECONDS ： 1微毫秒 = 1微秒 / 1000 MICROSECONDS ： 1微秒 = 1毫秒 / 1000 MILLISECONDS ： 1毫秒 = 1秒 /1000 SECONDS ： 秒 MINUTES ： 分 HOURS ： 小时 DAYS ： 天

5. BlockingQueue workQueue：阻塞队列，维护着等待执行的Runnable任务对象。
   常用的几个阻塞队列：
   LinkedBlockingQueue ：链式阻塞队列
   ArrayBlockingQueue：数组阻塞队列
   SynchronousQueue：同步队列，内部容量为0，每个put操作必须等待一个take操作，反之亦然。
   DelayQueue：延迟队列，该队列中的元素只有当其指定的延迟时间到了，才能够从队列中获取到该元素 。

2.1.2 可选参数

1. ThreadFactory threadFactory 创建线程的工厂，用于批量创建线程，可以在创建线程的时候指定一些参数，列如 守护线程，线程优先级等等。
2. RejectedExecutionHandler handler。如果阻塞队列满了，且线程数大于最大线程数的时候就会采用拒绝策略。拒绝策略一共有四种：

• ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：默认拒绝处理策略，丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。

• ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：丢弃新来的任务，但是不抛出异常。

• ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列头部（最旧的）的任务，然后重新尝试执行程序（如果再次失败，重复此过程）。

• ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务。

这四种拒绝策略是我们设计线程池必须要考虑的部分。在使用时，要估计可能产生的并发数，会不会触发拒绝策略，如果触发了拒绝策略我们该如何处理，如何保证程序提供功能的完整性。例如针对默认拒绝处理策略，我们可以捕获对应异常，进行重试。或者选择丢弃任务，然后过一段时间批量执行未成功的任务。

2.2 ThreadPoolExecutor的策略

线程池本身也有一个调度线程，这个线程用于管理布控整个线程池的任务和事务。线程池也有自己的状态。在ThreadPoolExecutor内使用了一些final int常量变量表示了线程池的状态。

• 线程池创建后就处于RUNNING状态
• 调用shutdown（）方法后处于SHUTDOWN状态，线程池不能接受新的任务，清除空闲的worker，不会等待阻塞队列任务完成
• 调用shutdownNow（）方法后处于STOP状态，线程池不能接受新的任务，中断所有线程，阻塞队列中没有被执行的任务全部丢弃。此时，poolsize=0,阻塞队列的size也为0。
• 当所有的任务已终止，ctl记录的”任务数量”为0，线程池会变为TIDYING状态。接着会执行terminated()函数。
• 线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated()方法之后，就会由 TIDYING -> TERMINATED， 线程池被设置为TERMINATED状态。

2.3 线程池主要任务处理流程

线程池主要任务处理流程在其execute方法内体现，让我们看看其是如何处理线程任务的：

2.4 ThreadPoolExecutor 如何做到线程复用

上文我们说到线程池可以用来复用已经创建的线程对象，那么它到底是怎么做的呢？
其实，ThreadPoolExecutor在创建线程的时候会将线程封装成工作线程 worker、然后放入工作线程组中，然后反复的从阻塞队列中去拿任务去执行。
addWorker方法：

worker对象循环去阻塞队列获取任务：

获得任务之后，不断的进行task.run 执行对应的任务。
在getTask中，如果是在核心线程上的话，任务将会卡在workQueue.take();方法上，线程不会结束，如果是非核心线程的话，非核心线程会workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) ，如果超时还没有拿到，下一次循环判断compareAndDecrementWorkerCount就会返回null,Worker对象的run()方法循环体的判断为null,任务结束，然后线程被系统回收 。

三：四种常见线程池

上文我们已经讲到了ThreadPoolExecutor线程池，讲解了其内部的各个参数以及各个参数如何选择。Execuors提供了几个不同的静态方法进行线程池的创建，这几个线程池底层都是使用的ThreadPoolExecutor进行的实现。

3.1 newCachedThreadPool

newCachedThreadPool适合执行很多的短时间的任务，并且线程60s会进行回收，占用资源不多。此线程池的任务会先将任务添加到synchronousQueue队列。由于线程池很大，几乎不会触发拒绝策略。

3.2 newFixedThreadPool

newFixedThreadPool只创建核心线程，不创建非核心线程。就算没有任务，核心线程也会保存。而且由于LinkedBlockingQueue的默认大小是Integer.MAX_VALUE，几乎不会触发拒绝策略。

3.3 newSingleThreadExecutor

只创建一个核心线程处理任务，如果这个核心线程不空闲，新来的任务就放入阻塞队列，所有的任务按照先来先执行的顺序进行。

3.4 newScheduledThreadPool

这四种常见的线程池，基本就够用了，但是如果业务规模过大，则存在资源耗尽的风险，所以还时老老实实的使用ThreadPoolExecutor类，自己进行参数配置吧。

四：线程池如何实现参数的动态修改

由于系统的复杂性，我们往往可能需要动态的调成线程池的参数，ThreadPoolExecutor类提供了几个方法来进行线程池参数的设置：

主要有两个思路进行设置：
1：利用Nacos，业务服务读取线程池的配置，获取相对应的线程池实例进行线程池参数的修改。
2：也可以扩展ThreadPoolExecutor，重写方法，监听线程池参数的个变化，动态的修改线程池的参数。

五：实际应用

我们的项目场景中，年终总结的部分，用到了多线程，批量的计算用户本年度的各种参与数据，计算好之后，放入数据库中，用户直接读取即可。参数是如下选择：

• corePoolSize：线程核⼼参数选择了0
• maximumPoolSize：最⼤线程数选择了cpu*2
• keepAliveTime：⾮核⼼闲置线程存活时间直接置为60
• unit：⾮核⼼线程保持存活的时间选择了 TimeUnit.SECONDS 秒
• workQueue：线程池等待队列，使⽤ LinkedBlockingQueue阻塞队列

由于我们是通过job任务进行触发，选择的是晚上用户少的时候进行的执行，并且只有晚上才会进行一次计算，所以并不需要保留核心线程占用程序客供件，只需要在任务处理时增加计算效率即可。

六：总结提升

多线程无疑会提升我们程序的效率，但是其参数选择非常重要，必须要结合线程池清楚ThreadPoolExecutor的7个参数，合理选择参数才能够安全使用。希望本篇文章能增加你对多线程的理解。