线程池 ThreadPoolExecutor 原理及源码笔记

前言

"前面在学习 JUC 源码时，很多代码举例中都使用了线程池 ThreadPoolExecutor ，并且在工作中也经常用到线程池，所以现在就一步一步看看，线程池的源码，了解其背后的核心原理。"

1

介绍

什么是线程池

"

线程池（英语：thread pool：一种线程使用模式。线程过多会带来调度开销，进而影响缓存局部性和整体性能。而线程池维护着多个线程，等待着监督管理者分配可并发执行的任务。这避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价。线程池不仅能够保证内核的充分利用，还能防止过分调度。可用线程数量应该取决于可用的并发处理器、处理器内核、内存、网络sockets等的数量。

—— 维基百科

为什么要使用线程池

降低资源消耗：通过池化技术重复利用已创建的线程，降低线程创建和销毁造成的损耗。

提高响应速度：任务到达时，无需等待线程创建即可立即执行。

提高线程的可管理性：线程是稀缺资源，如果无限制创建，不仅会消耗系统资源，还会因为线程的不合理分布导致资源调度失衡，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。

如何使用线程池

线程池使用有很多种方式，不过按照《Java 开发手册》描述，尽量还是要使用 进行创建。

代码举例：

那创建线程池的这些构造参数有什么含义？线程池的运行原理是什么？下面则开始通过源码及作图一步一步的了解。

2

源码分析

参数介绍

构造参数及含义

参数说明：

corePoolSize - 核心线程数，提交任务时，如果当前线程池的数量小于 corePoolSize，则创建新线程执行任务。

maximumPoolSize - 最大线程数，如果阻塞队列已满，并且线程数小于 maximumPoolSize，则会创建新线程执行任务。

keepAliveTime - 当线程数大于核心线程数时，且线程空闲，keepAliveTime 时间后会销毁线程。

unit - keepAliveTime 的时间单位。

workQueue - 阻塞队列，当线程数大于核心线程数时，用来保存任务。

threadFactory - 线程创建的工厂。

handler - 线程饱和策略。

线程池执行流程

execute 源码

execute 方法流程和流程图画的相同，值得注意的是：

当前线程数小于核心线程数，则会创建新线程，这里。

而核心线程里面的空闲线程会不断执行阻塞队列里面的任务。

workQueue阻塞队列：

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。

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。

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。

PriorityBlockingQueue: 一个具有优先级的无限阻塞队列。

线程工厂：

一般创建工厂，是为了更好的排查问题，也建议使用工厂指定线程名字。

handler线程拒绝策略：

当线程池达到最大线程数，并且队列满了，新的线程要采取的处理策略。

AbortPolicy 拒绝新任务并抛出RejectedExecutionException异常。

CallerRunsPolicy 直接在调用程序的线程中运行。

DiscardOldestPolicy 放弃最早的任务, 即队列最前面的任务。

DiscardPolicy 丢弃，不处理。

addWorker 源码

addWorker 代码比较长，主要分为两部分：

双重循环，使用 CAS 增加线程数。

创建工作线程 Worker ，并使用独占锁，将其添加到线程池，并启动。

3

总结

Q&A

Q:线程池的原理及相关参数？

A:主要参数为核心线程数、阻塞队列、最大线程数、拒绝策略。

Q:线程池的线程是怎么回收的？

A:线程被创建之后，如果，则调用对线程执行清理工作。

Q:核心线程是不是就不可以回收了？

A:核心线程数只会增加，而又没有回收，这时候假如线程池没有任务，就会一直维持核心线程。

当然也可以通过调用 方法，设置是否允许回收核心线程。

结束语

通过阅读 了解线程池的基本结构和原理，至于其他的更多扩展，文章篇幅有限，就需要小伙伴们自己阅读了。

- -