ThreadpoolExecutor使用详解

一、ThreadPoolExecutor的定义和构造

ThreadPoolExecutor是线程池的一个实现类，它可以通过管理线程池中的线程来提高程序的性能和效率。下面介绍ThreadPoolExecutor的构造方法和参数：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,   //线程池中核心线程数
                          int maximumPoolSize,   //线程池最大线程数
                          long keepAliveTime,   //超出核心线程数的空闲线程存活时间
                          TimeUnit unit,   //存活时间的单位
                          BlockingQueue workQueue,    //保存任务的阻塞队列
                          ThreadFactory threadFactory,   //线程工厂
                          RejectedExecutionHandler handler   //拒绝策略
                          )

1、corePoolSize：线程池中维护的线程数量，即核心线程数，当线程池处于运行状态时，即使线程处于空闲状态也不会被回收；

2、maximumPoolSize：线程池中允许的最大线程数量；

3、keepAliveTime：当线程池中线程数量大于corePoolSize时，超出的空闲线程在被终止之前需要继续维护的时间；

4、unit：keepAliveTime的时间单位；

5、workQueue：阻塞队列，用于保存等待执行的任务；

6、threadFactory：线程工厂，用于创建新的线程；

7、handler：拒绝策略，用于处理当线程池已满时如何拒绝新任务的策略。

二、线程池中的线程池状态

线程池状态主要包括RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING和TERMINATED。下面介绍这些状态的含义：

1、RUNNING：正在运行中，即线程池尚未关闭，并且其中的线程正在处理任务；
2、SHUTDOWN：线程池正在关闭中，不接受新的任务提交，但是队列中的任务会继续执行完；
3、STOP：线程池终止，不再接受新的任务，且正在处理的任务全部被中断并移出工作队列；
4、TIDYING：线程池处于SHUTDOWN状态时，所有的任务都已经执行完毕，线程池正在进行关闭操作；
5、TERMINATED：线程池已经完全终止。

三、阻塞队列的选择

ThreadPoolExecutor使用阻塞队列来保存等待执行的任务。下面介绍几种常见的阻塞队列：

1、ArrayBlockingQueue ：一个基于数组结构的有界阻塞队列，按照先进先出原则对元素进行排序；

2、LinkedBlockingQueue ：一个基于链表结构的有界阻塞队列，按照先进先出原则对元素进行排序，如果没有指定容量，则为Integer.MAX_VALUE；

3、SynchronousQueue ：一个不存储元素的阻塞队列，在这个队列中每个插入操作必须等待另一个线程的移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态；

4、PriorityBlockingQueue：带有优先级的无界阻塞队列，按照先进先出原则排序，同时可以按照指定的Comparator插入元素，优先级高的元素会被先移除；

5、DelayQueue：是一个带有延时功能的无界阻塞队列，元素必须先定义延时时间，只有延时时间到期后才能被取出，适用于定时任务。

四、线程池的拒绝策略

线程池中当任务数超过最大线程数且阻塞队列已满时，会触发拒绝策略。下面介绍几种常见的拒绝策略：

1、AbortPolicy：抛出RejectedExecutionException，即不作处理；

2、CallerRunsPolicy：由提交任务的线程执行该任务；

3、DiscardOldestPolicy：将等待时间最长的任务从队列中删除，然后执行新的任务；

4、DiscardPolicy：不处理，静默丢弃。

五、ThreadPoolExecutor的使用示例

import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //核心线程数为3，最大线程数为5，超过corePoolSize的线程数进入阻塞队列，阻塞队列大小为10，超过则使用拒绝策略。
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(3, 5, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue(10), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            executor.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");
                }
            });
        }
        executor.shutdown();
    }
}

六、线程池的关闭

1、executor.shutdown()：关闭线程池，会先停止接受新的任务，在等待所有任务执行完毕后关闭线程池；

2、executor.shutdownNow()：立即关闭线程池，会尝试停止所有正在执行的任务，并返回未执行的任务；

3、executor.awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)：等待线程池终止的时间，或者等待超时时间的过程中被中断。

七、总结

ThreadPoolExecutor事实上是Thread Pool模式的Java语言实现，它为并发编程提供了灵活而高效的线程池实现，适用于多种多样的场景。在实际应用中，我们可以根据应用场景来选择合适的的Thread Pool实例对象，以提高程序的性能和效率。

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