ThreadpoolExecutor使用詳解

一、ThreadPoolExecutor的定義和構造

ThreadPoolExecutor是線程池的一個實現類，它可以通過管理線程池中的線程來提高程序的性能和效率。下面介紹ThreadPoolExecutor的構造方法和參數：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,   //線程池中核心線程數
                          int maximumPoolSize,   //線程池最大線程數
                          long keepAliveTime,   //超出核心線程數的空閑線程存活時間
                          TimeUnit unit,   //存活時間的單位
                          BlockingQueue workQueue,    //保存任務的阻塞隊列
                          ThreadFactory threadFactory,   //線程工廠
                          RejectedExecutionHandler handler   //拒絕策略
                          ) 

1、corePoolSize：線程池中維護的線程數量，即核心線程數，當線程池處於運行狀態時，即使線程處於空閑狀態也不會被回收；

2、maximumPoolSize：線程池中允許的最大線程數量；

3、keepAliveTime：當線程池中線程數量大於corePoolSize時，超出的空閑線程在被終止之前需要繼續維護的時間；

4、unit：keepAliveTime的時間單位；

5、workQueue：阻塞隊列，用於保存等待執行的任務；

6、threadFactory：線程工廠，用於創建新的線程；

7、handler：拒絕策略，用於處理當線程池已滿時如何拒絕新任務的策略。

二、線程池中的線程池狀態

線程池狀態主要包括RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING和TERMINATED。下面介紹這些狀態的含義：

1、RUNNING：正在運行中，即線程池尚未關閉，並且其中的線程正在處理任務；
2、SHUTDOWN：線程池正在關閉中，不接受新的任務提交，但是隊列中的任務會繼續執行完；
3、STOP：線程池終止，不再接受新的任務，且正在處理的任務全部被中斷並移出工作隊列；
4、TIDYING：線程池處於SHUTDOWN狀態時，所有的任務都已經執行完畢，線程池正在進行關閉操作；
5、TERMINATED：線程池已經完全終止。

三、阻塞隊列的選擇

ThreadPoolExecutor使用阻塞隊列來保存等待執行的任務。下面介紹幾種常見的阻塞隊列：

1、ArrayBlockingQueue ：一個基於數組結構的有界阻塞隊列，按照先進先出原則對元素進行排序；

2、LinkedBlockingQueue ：一個基於鏈表結構的有界阻塞隊列，按照先進先出原則對元素進行排序，如果沒有指定容量，則為Integer.MAX_VALUE；

3、SynchronousQueue ：一個不存儲元素的阻塞隊列，在這個隊列中每個插入操作必須等待另一個線程的移除操作，否則插入操作一直處於阻塞狀態；

4、PriorityBlockingQueue：帶有優先級的無界阻塞隊列，按照先進先出原則排序，同時可以按照指定的Comparator插入元素，優先級高的元素會被先移除；

5、DelayQueue：是一個帶有延時功能的無界阻塞隊列，元素必須先定義延時時間，只有延時時間到期後才能被取出，適用於定時任務。

四、線程池的拒絕策略

線程池中當任務數超過最大線程數且阻塞隊列已滿時，會觸發拒絕策略。下面介紹幾種常見的拒絕策略：

1、AbortPolicy：拋出RejectedExecutionException，即不作處理；

2、CallerRunsPolicy：由提交任務的線程執行該任務；

3、DiscardOldestPolicy：將等待時間最長的任務從隊列中刪除，然後執行新的任務；

4、DiscardPolicy：不處理，靜默丟棄。

五、ThreadPoolExecutor的使用示例

import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //核心線程數為3，最大線程數為5，超過corePoolSize的線程數進入阻塞隊列，阻塞隊列大小為10，超過則使用拒絕策略。
        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、線程池的關閉

1、executor.shutdown()：關閉線程池，會先停止接受新的任務，在等待所有任務執行完畢後關閉線程池；

2、executor.shutdownNow()：立即關閉線程池，會嘗試停止所有正在執行的任務，並返回未執行的任務；

3、executor.awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)：等待線程池終止的時間，或者等待超時時間的過程中被中斷。

七、總結

ThreadPoolExecutor事實上是Thread Pool模式的Java語言實現，它為並發編程提供了靈活而高效的線程池實現，適用於多種多樣的場景。在實際應用中，我們可以根據應用場景來選擇合適的的Thread Pool實例對象，以提高程序的性能和效率。