Java线程池和阻塞队列

Java提供了自己的线程池。每次只执行指定数量的线程，java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 就是这样的线程池。

ThreadPoolExecutor

参数介绍：

1. corePoolSize 核心线程数，指保留的线程池大小（不超过maximumPoolSize值时，线程池中最多有corePoolSize 个线程工作）。
2. maximumPoolSize 指的是线程池的最大大小（线程池中最大有corePoolSize 个线程可运行）。
3. keepAliveTime 指的是空闲线程结束的超时时间（当一个线程不工作时，过keepAliveTime 长时间将停止该线程）。
4. unit 是一个枚举，表示 keepAliveTime 的单位（有NANOSECONDS, MICROSECONDS, MILLISECONDS, SECONDS, MINUTES, HOURS, DAYS，7个可选值）。
5. workQueue 表示存放任务的队列（存放需要被线程池执行的线程队列）。

handler 拒绝策略（添加任务失败后如何处理该任务）.

1. 线程池刚创建时，里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过，就算队列里面有任务，线程池也不会马上执行它们。
2. 当调用 execute() 方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：
   a. 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务；
   b. 如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize，那么将这个任务放入队列。
   c. 如果这时候队列满了，而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize，那么还是要创建线程运行这个任务；
   d. 如果队列满了，而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，那么线程池会抛出异常，告诉调用者“我不能再接受任务了”。
3. 当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。

这个过程说明，并不是先加入任务就一定会先执行。假设队列大小为 4，corePoolSize为2，maximumPoolSize为6，那么当加入15个任务时，执行的顺序类似这样：首先执行任务 1、2，然后任务3~6被放入队列。这时候队列满了，任务7、8、9、10 会被马上执行，而任务 11~15 则会抛出异常。最终顺序是：1、2、7、8、9、10、3、4、5、6。当然这个过程是针对指定大小的ArrayBlockingQueue<Runnable>来说，如果是LinkedBlockingQueue<Runnable>，因为该队列无大小限制，所以不存在上述问题。

LinkedBlockingQueue<Runnable>队列

package TestBlockingQueue;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadPoolTest implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingDeque<Runnable>();
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 1,
                TimeUnit.DAYS, queue);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executor.execute(new Thread(new ThreadPoolTest(), "TestThread"
                    .concat("" + i)));
            int threadSize = queue.size();
            System.out.println("线程队列大小为-->" + threadSize);
        }
        executor.shutdown();
    }
}

执行效果图

可见，线程队列最大为7，共执行了10个线线程。因为是从线程池里运行的线程，所以虽然将线程的名称设为”TestThread”.concat(“”+i)，但输出后还是变成了pool-1-thread-x。

ArrayBlockingQueue<Runnable>(5)队列

package TestBlockingQueue;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadPoolTest implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingDeque<Runnable>();
        BlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(5);
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 1,
                TimeUnit.DAYS, queue);
        for (int i = 0; i < 12; i++) {
            executor.execute(new Thread(new ThreadPoolTest(), "TestThread"
                    .concat("" + i)));
            int threadSize = queue.size();
            System.out.println("线程队列大小为-->" + threadSize);
        }
        executor.shutdown();
    }
}

运行效果图

因为线程池的总大小为6，最大运行的为3，阻塞队列为5，所以容纳最多其实是11。编号1,2,3的马上执行，然后4,5,6,7,8进阻塞队列。9,10,11的立马运行。12就抛异常了。

关于加线程

没有执行完，线程队列一直处于满的状态，直到某个线程执行完，队列有空位，新线程才加进去，没空位之前一直阻塞（即等待），我能加进去为止。

那么线程池的排除策略是什么样呢，一般按如下规律执行：
A. 如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。
B. 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。
C. 如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。

总结：

1. 线程池可立即运行的最大线程数 即maximumPoolSize 参数。
2. 线程池能包含的最大线程数 = 可立即运行的最大线程数 + 线程队列大小 (一部分立即运行，一部分装队列里等待)
3. 核心线程数可理解为建议值，即建议使用的线程数，或者依据CPU核数
4. add，offer，put三种添加线程到队列的方法只在队列满的时候有区别，add为抛异常，offer返回boolean值，put直到添加成功为止。
   5.同理remove，poll， take三种移除队列中线程的方法只在队列为空的时候有区别， remove为抛异常，poll为返回boolean值， take等待直到有线程可以被移除。

看看下面这张表就清楚了：

记在这里做为学习的过程，以后偶尔有空翻起来容易。