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线程池的核心参数以及运行原理

2023年7月4日 1 min read

梳理 Java 创建线程的四种方式，详解 ThreadPoolExecutor 的核心参数与运行流程。

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java创建多线程有如下四种方式：

  1. 继承Thread类创建线程
  2. 实现Runnable接口创建线程（无返回值）
  3. 使用Callable和Future创建线程(有返回值)
  4. 使用线程池创建（使用java.util.concurrent.Executor接口）

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java多线程开发时，常常用到线程池技术，这篇文章是对创建java线程池时的七个参数的详细解释。

从源码中可以看出，线程池的构造函数有7个参数，分别是corePoolSize、maximumPoolSize、keepAliveTime、unit、workQueue、threadFactory、handler。下面会对这7个参数一一解释。

一、corePoolSize 线程池核心线程大小

线程池中会维护一个最小的线程数量，即使这些线程处理空闲状态，他们也不会被销毁，除非设置了allowCoreThreadTimeOut。这里的最小线程数量即是corePoolSize。任务提交到线程池后，首先会检查当前线程数是否达到了corePoolSize，如果没有达到的话，则会创建一个新线程来处理这个任务。

二、maximumPoolSize 线程池最大线程数量

当前线程数达到corePoolSize后，如果继续有任务被提交到线程池，会将任务缓存到工作队列（后面会介绍）中。如果队列也已满，则会去创建一个新线程来出来这个处理。线程池不会无限制的去创建新线程，它会有一个最大线程数量的限制，这个数量即由maximunPoolSize指定。

三、keepAliveTime 空闲线程存活时间

一个线程如果处于空闲状态，并且当前的线程数量大于corePoolSize，那么在指定时间后，这个空闲线程会被销毁，这里的指定时间由keepAliveTime来设定

四、unit 空闲线程存活时间单位

keepAliveTime的计量单位

五、workQueue 工作队列

新任务被提交后，会先进入到此工作队列中，任务调度时再从队列中取出任务。jdk中提供了四种工作队列：

①ArrayBlockingQueue

基于数组的有界阻塞队列，按FIFO排序。新任务进来后，会放到该队列的队尾，有界的数组可以防止资源耗尽问题。当线程池中线程数量达到corePoolSize后，再有新任务进来，则会将任务放入该队列的队尾，等待被调度。如果队列已经是满的，则创建一个新线程，如果线程数量已经达到maxPoolSize，则会执行拒绝策略。

②LinkedBlockingQuene

基于链表的无界阻塞队列（其实最大容量为Interger.MAX），按照FIFO排序。由于该队列的近似无界性，当线程池中线程数量达到corePoolSize后，再有新任务进来，会一直存入该队列，而基本不会去创建新线程直到maxPoolSize（很难达到Interger.MAX这个数），因此使用该工作队列时，参数maxPoolSize其实是不起作用的。

③SynchronousQuene

一个不缓存任务的阻塞队列，生产者放入一个任务必须等到消费者取出这个任务。也就是说新任务进来时，不会缓存，而是直接被调度执行该任务，如果没有可用线程，则创建新线程，如果线程数量达到maxPoolSize，则执行拒绝策略。

④PriorityBlockingQueue

具有优先级的无界阻塞队列，优先级通过参数Comparator实现。

六、threadFactory 线程工厂

创建一个新线程时使用的工厂，可以用来设定线程名、是否为daemon线程等等【注1Daemon 线程】

七、handler 拒绝策略

当工作队列中的任务已到达最大限制，并且线程池中的线程数量也达到最大限制，这时如果有新任务提交进来，该如何处理呢。这里的拒绝策略，就是解决这个问题的，jdk中提供了4中拒绝策略：

①CallerRunsPolicy

该策略下，在调用者线程中直接执行被拒绝任务的run方法，除非线程池已经shutdown，则直接抛弃任务。

②AbortPolicy

该策略下，直接丢弃任务，并抛出RejectedExecutionException异常。

③DiscardPolicy

该策略下，直接丢弃任务，什么都不做。
④DiscardOldestPolicy

该策略下，抛弃进入队列最早的那个任务，然后尝试把这次拒绝的任务放入队列

【注1Daemon 线程】

:::warning 在 Java 中，有两种类型的线程：用户线程和守护线程（Daemon 线程）。用户线程是指主线程和其他由主线程创建的线程，它们的工作通常是完成一些具体的任务或者实现某些功能。而守护线程是指在后台运行的线程，它们通常用于提供服务和支持其他线程的运行。

守护线程与用户线程的最大区别是，当 JVM 中只有守护线程时，JVM 将会退出。守护线程不会阻止 JVM 的退出，当 JVM 中只有守护线程时，JVM 将会自动退出，而不考虑这些线程是否执行完毕。

创建守护线程的方式是在 Thread 对象创建后，调用 setDaemon(true) 方法将其设置为守护线程，这个方法必须在调用 start() 方法之前调用，否则会抛出 IllegalThreadStateException 异常。如果一个线程已经启动，它就不能被设置为守护线程了。

守护线程通常用于在后台执行一些服务性质的工作，如垃圾回收器线程、JIT 编译器线程等。在某些情况下，守护线程也可以用于支持其他线程的运行，如线程池中的工作线程。

守护线程的意义在于，在一些需要长期运行的服务中，它们可以在后台执行一些重要但不必须要等待其完成的工作，而不影响主线程的执行。同时，守护线程的自动退出也可以避免资源泄漏等问题。

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