jave-线程池

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Java 中的线程池是运用场景最多的并发框架，几乎所有需要异步或并发执行任务的程序都可以使用线程池。在开发过程中，合理地使用线程池能够带来 3 个好处。

降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗
提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行
提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一分配、调优和监控

线程池是为突然大量爆发的线程设计的，通过有限的几个固定线程为大量的操作服务，减少了创建和销毁线程所需的时间，从而提高效率。
如果一个线程的时间非常长，就没必要用线程池了(不是不能作长时间操作，而是不宜。)，况且我们还不能控制线程池中线程的开始、挂起、和中止

Executor 框架的最顶层实现是 ThreadPoolExecutor 类，Executors 工厂类中提供的 newScheduledThreadPool、newFixedThreadPool、newCachedThreadPool 方法其实也只是 ThreadPoolExecutor 的构造函数参数不同而已。通过传入不同的参数，就可以构造出适用于不同应用场景下的线程池
corePoolSize：核心池的大小。当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到 corePoolSize 后，就会把到达的任务放到缓存队列当中
maximumPoolSize：线程池最大线程数，它表示在线程池中最多能创建多少个线程；
keepAliveTime：表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。
unit：参数 keepAliveTime 的时间单位，有 7 种取值

创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程

创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如 Runtime.getRuntime().availableProcessors()

创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行

创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序 (FIFO, LIFO, 优先级) 执行

提交一个任务到线程池中，线程池的处理流程如下：
1、判断线程池里的核心线程是否都在执行任务，如果不是（核心线程空闲或者还有核心线程没有被创建）则创建一个新的工作线程来执行任务。如果核心线程都在执行任务，则进入下个流程。
2、线程池判断工作队列是否已满，如果工作队列没有满，则将新提交的任务存储在这个工作队列里。如果工作队列满了，则进入下个流程。
3、判断线程池里的线程是否都处于工作状态，如果没有，则创建一个新的工作线程来执行任务。如果已经满了，则交给饱和策略来处理这个任务。

CPU 密集

CPU 密集的意思是该任务需要大量的运算，而没有阻塞，CPU 一直全速运行。
CPU 密集任务只有在真正的多核 CPU 上才可能得到加速(通过多线程)，而在单核 CPU 上，无论你开几个模拟的多线程，该任务都不可能得到加速，因为 CPU 总的运算能力就那些。

IO 密集

IO 密集型，即该任务需要大量的 IO，即大量的阻塞。在单线程上运行 IO 密集型的任务会导致浪费大量的 CPU 运算能力浪费在等待。所以在 IO 密集型任务中使用多线程可以大大的加速程序运行，即时在单核 CPU 上，这种加速主要就是利用了被浪费掉的阻塞时间

要想合理的配置线程池的大小，首先得分析任务的特性，可以从以下几个角度分析：

任务的性质：CPU 密集型任务、IO 密集型任务、混合型任务。
任务的优先级：高、中、低。
任务的执行时间：长、中、短。
任务的依赖性：是否依赖其他系统资源，如数据库连接等。

性质不同的任务可以交给不同规模的线程池执行。
对于不同性质的任务来说，CPU 密集型任务应配置尽可能小的线程，如配置 CPU 个数 + 1 的线程数，IO 密集型任务应配置尽可能多的线程，因为 IO 操作不占用 CPU，不要让 CPU 闲下来，应加大线程数量，如配置两倍 CPU 个数 +1，而对于混合型的任务，如果可以拆分，拆分成 IO 密集型和 CPU 密集型分别处理，前提是两者运行的时间是差不多的，如果处理时间相差很大，则没必要拆分了。
若任务对其他系统资源有依赖，如某个任务依赖数据库的连接返回的结果，这时候等待的时间越长，则 CPU 空闲的时间越长，那么线程数量应设置得越大，才能更好的利用 CPU。
当然具体合理线程池值大小，需要结合系统实际情况，在大量的尝试下比较才能得出，以上只是前人总结的规律。

最佳线程数目 =（（线程等待时间 + 线程 CPU 时间）/ 线程 CPU 时间）* CPU 数目
比如平均每个线程 CPU 运行时间为 0.5s，而线程等待时间（非 CPU 运行时间，比如 IO）为 1.5s，CPU 核心数为 8，那么根据上面这个公式估算得到：((0.5+1.5)/0.5)*8=32。这个公式进一步转化为：
最佳线程数目 =（线程等待时间与线程 CPU 时间之比 + 1）* CPU 数目
可以得出一个结论：
线程等待时间所占比例越高，需要越多线程。线程 CPU 时间所占比例越高，需要越少线程。
以上公式与之前的 CPU 和 IO 密集型任务设置线程数基本吻合。
CPU 密集型时，任务可以少配置线程数，大概和机器的 cpu 核数相当，这样可以使得每个线程都在执行任务
IO 密集型时，大部分线程都阻塞，故需要多配置线程数，2*cpu 核数
操作系统之名称解释：
某些进程花费了绝大多数时间在计算上，而其他则在等待 I / O 上花费了大多是时间，
前者称为计算密集型（CPU 密集型）computer-bound，后者称为 I / O 密集型，I/O-bound。

代码

@RequestMapping("test-threadpool")
    public void testThreadPool() {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(1,
                6,
                60L,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(3));

        for (int i = 0; i < 6; i++) {TaskThred t1 = new TaskThred("任务" + i);
            threadPoolExecutor.execute(t1);
        }
        threadPoolExecutor.shutdown();}

class TaskThred implements Runnable {
    private String taskName;

    public TaskThred(String taskName) {this.taskName = taskName;}

    @Override
    public void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+taskName);
    }

}

结果

pool-1-thread- 2 任务 4
pool-1-thread- 1 任务 0
pool-1-thread- 1 任务 1
pool-1-thread- 1 任务 2
pool-1-thread- 1 任务 3
pool-1-thread- 3 任务 5

线程池简述

线程池的分类

ThreadPoolExecutor

newCachedThreadPool

newFixedThreadPool

newScheduledThreadPool

newSingleThreadExecutor

线程池原理

合理配置线程池

自定义线程池

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