如何优雅的使用和理解线程池

前言

平时接触过多线程开发的童鞋应该都或多或少了解过线程池，之前发布的《阿里巴巴 Java 手册》里也有一条：

可见线程池的重要性。

简单来说使用线程池有以下几个目的：

线程是稀缺资源，不能频繁的创建。

解耦作用；线程的创建于执行完全分开，方便维护。

应当将其放入一个池子中，可以给其他任务进行复用。

线程池原理

谈到线程池就会想到池化技术，其中最核心的思想就是把宝贵的资源放到一个池子中；每次使用都从里面获取，用完之后又放回池子供其他人使用，有点吃大锅饭的意思。

那在 Java 中又是如何实现的呢？

在 JDK 1.5 之后推出了相关的 api，常见的创建线程池方式有以下几种：

Executors.newCachedThreadPool()：无限线程池。

Executors.newFixedThreadPool(nThreads)：创建固定大小的线程池。

Executors.newSingleThreadExecutor()：创建单个线程的线程池。

其实看这三种方式创建的源码就会发现：

publicstaticExecutorServicenewCachedThreadPool(){

returnnewThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,

60L, TimeUnit.SECONDS,

newSynchronousQueue());

}

实际上还是利用ThreadPoolExecutor类实现的。

所以我们重点来看下ThreadPoolExecutor是怎么玩的。

首先是创建线程的 api：

ThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,intmaximumPoolSize,longkeepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, RejectedExecutionHandler handler)

这几个核心参数的作用：

corePoolSize为线程池的基本大小。

maximumPoolSize为线程池最大线程大小。

keepAliveTime和unit则是线程空闲后的存活时间。

workQueue用于存放任务的阻塞队列。

handler当队列和最大线程池都满了之后的饱和策略。

了解了这几个参数再来看看实际的运用。

通常我们都是使用:

threadPool.execute(newJob());

这样的方式来提交一个任务到线程池中，所以核心的逻辑就是execute()函数了。

在具体分析之前先了解下线程池中所定义的状态，这些状态都和线程的执行密切相关：

RUNNING自然是运行状态，指可以接受任务执行队列里的任务

SHUTDOWN指调用了shutdown()方法，不再接受新任务了，但是队列里的任务得执行完毕。

STOP指调用了shutdownNow()方法，不再接受新任务，同时抛弃阻塞队列里的所有任务并中断所有正在执行任务。

TIDYING所有任务都执行完毕，在调用shutdown()/shutdownNow()中都会尝试更新为这个状态。

TERMINATED终止状态，当执行terminated()后会更新为这个状态。

用图表示为：

然后看看execute()方法是如何处理的：

获取当前线程池的状态。

当前线程数量小于 coreSize 时创建一个新的线程运行。

如果当前线程处于运行状态，并且写入阻塞队列成功。

双重检查，再次获取线程状态；如果线程状态变了（非运行状态）就需要从阻塞队列移除任务，并尝试判断线程是否全部执行完毕。同时执行拒绝策略。

如果当前线程池为空就新创建一个线程并执行。

如果在第三步的判断为非运行状态，尝试新建线程，如果失败则执行拒绝策略。

这里借助《聊聊并发》的一张图来描述这个流程：

如何配置线程

流程聊完了再来看看上文提到了几个核心参数应该如何配置呢？

有一点是肯定的，线程池肯定是不是越大越好。

通常我们是需要根据这批任务执行的性质来确定的。

IO 密集型任务：由于线程并不是一直在运行，所以可以尽可能的多配置线程，比如 CPU 个数 * 2

CPU 密集型任务（大量复杂的运算）应当分配较少的线程，比如 CPU 个数相当的大小。

当然这些都是经验值，最好的方式还是根据实际情况测试得出最佳配置。

优雅的关闭线程池

有运行任务自然也有关闭任务，从上文提到的 5 个状态就能看出如何来关闭线程池。

其实无非就是两个方法shutdown()/shutdownNow()。

但他们有着重要的区别：

shutdown()执行后停止接受新任务，会把队列的任务执行完毕。

shutdownNow()也是停止接受新任务，但会中断所有的任务，将线程池状态变为 stop。

两个方法都会中断线程，用户可自行判断是否需要响应中断。

shutdownNow()要更简单粗暴，可以根据实际场景选择不同的方法。

我通常是按照以下方式关闭线程池的：

longstart = System.currentTimeMillis();

for(inti =0; i <=5; i++) {

pool.execute(newJob());

}

pool.shutdown();

while(!pool.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS)) {

LOGGER.info("线程还在执行。。。");

}

longend = System.currentTimeMillis();

LOGGER.info("一共处理了【{}】", (end - start));

pool.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS)会每隔一秒钟检查一次是否执行完毕（状态为TERMINATED），当从 while 循环退出时就表明线程池已经完全终止了。

SpringBoot 使用线程池

2018 年了，SpringBoot 盛行；来看看在 SpringBoot 中应当怎么配置和使用线程池。

既然用了 SpringBoot ，那自然得发挥 Spring 的特性，所以需要 Spring 来帮我们管理线程池：

@Configuration

publicclassTreadPoolConfig{

/**

* 消费队列线程

作者：Java填坑之路
链接：https://www.jianshu.com/p/2c21d5833e61