Java中如何优雅的使用线程池？

为什么要用线程池？

线程是不是越多越好？

线程在java中是一个对象，更是操作系统的资源，线程创建、销毁需要时间。如果创建时间+小会时间>执行任务时间就很不合算。

java对象占用堆内存，操作系统线程占用系统内存，根据jvm规范，一个线程默认最大栈大小1M，这个栈空间是需要从系统内存中分配的。线程过多，会消耗很多的内存。

操作系统需要频繁切换线程上下文（每个线都想被运行），影响性能。

线程池的推出，就是为了方便边的控制线程数量。

线程池

线程池基本概念

线程池包括以下四个基本组成部分：

线程池管理器：用于创建并管理线程池，包括创建线程池，销毁线程池，添加新任务；

工作线程：线程池中线程，在没有任务时处于等待状态，可以循环的执行任务；

任务接口：每个任务必须实现的借口，以供工作线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完后的收尾工作，任务的执行状态等；

任务队列：用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。

线程池接口定义和实现类

可以认为ScheduledThreadPoolExector是最丰富的实现类。

ExecutorService

ScheduledExecutorService

线程池工具类

在使用过程中，可以自己实例化线程池，也可以用Executors创建线程池的工厂累，常用方法如下：

newFixedThreadPool(int nThreads)

创建一个固定大小、任务队列容量误解的线程池。核心线程数=最大线程数。

newCachedThreadPool()

创建的是一个大小无界的缓冲线程池。它的任务队列是一个同步队列。任务加入到池中，如果池中有空闲线程，则用空闲线程执行，如无则创建新线程执行。池中的线程空闲时间超过60秒，将被销毁释放。线程数随任务的多少变化。适用于执行耗时较小的异步任务。池的核心线程数=0，最大线程=Integer.MAX_VALUE

newSingleThreadExecutor()

只有一个线程来执行无界任务队列的单一线程池。该线程池确保任务加入的顺序一个一个一次执行。当唯一的线程因任务异常中止时，将创建一个新的线程来继续执行后续的任务。与newFixedThreadPool(1)的区别在于，单一线程池的池大小在newSingleThreadExecutor方法中硬编码，不能再改变的。

newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

能定时执行任务的线程池。该池的核心线程数由参数指定，最大线程数=Integer.MAX_VALUE

任务线程池执行过程

如何确认合适的线程数量？

如果是CPU密集型应用，则线程池大小设置为N+1 （N为CPU总核数）

如果是IO密集型应用，则线程池大小设置为2N+1 （N为CPU总核数）

线程等待时间(IO)所占比例越高，需要越多线程。

线程CPU时间所占比例越高，需要越少线程。

一个系统最快的部分是CPU，所以决定一个系统吞吐量上限的是CPU。增强CPU处理能力，可以提高系统吞吐量上限。但根据短板效应，真实的系统吞吐量并不能单纯根据CPU来计算。那要提高系统吞吐量，就需要从“系统短板”（比如网络延迟、IO）着手：

尽量提高短板操作的并行化比率，比如多线程下载技术；

增强短板能力，比如用NIO替代IO；

线程池的使用分析