ThreadPoolExecutor簡介

ThreadPoolExecutor是線程池類。對于線程池，可以通俗的將它理解為"存放一定數(shù)量線程的一個(gè)線程集合。線程池允許若個(gè)線程同時(shí)允許，允許同時(shí)運(yùn)行的線程數(shù)量就是線程池的容量；當(dāng)添加的到線程池中的線程超過它的容量時(shí)，會(huì)有一部分線程阻塞等待。線程池會(huì)通過相應(yīng)的調(diào)度策略和拒絕策略，對添加到線程池中的線程進(jìn)行管理。" 

ThreadPoolExecutor數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

ThreadPoolExecutor的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

各個(gè)數(shù)據(jù)在ThreadPoolExecutor.java中的定義如下：

// 阻塞隊(duì)列。
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
// 互斥鎖
private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock();
// 線程集合。一個(gè)Worker對應(yīng)一個(gè)線程。
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();
// “終止條件”，與“mainLock”綁定。
private final Condition termination = mainLock.newCondition();
// 線程池中線程數(shù)量曾經(jīng)達(dá)到過的最大值。
private int largestPoolSize;
// 已完成任務(wù)數(shù)量
private long completedTaskCount;
// ThreadFactory對象，用于創(chuàng)建線程。
private volatile ThreadFactory threadFactory;
// 拒絕策略的處理句柄。
private volatile RejectedExecutionHandler handler;
// 保持線程存活時(shí)間。
private volatile long keepAliveTime;

private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut;
// 核心池大小
private volatile int corePoolSize;
// 最大池大小
private volatile int maximumPoolSize;

1. workers

    workers是HashSet<Work>類型，即它是一個(gè)Worker集合。而一個(gè)Worker對應(yīng)一個(gè)線程，也就是說線程池通過workers包含了"一個(gè)線程集合"。當(dāng)Worker對應(yīng)的線程池啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)執(zhí)行線程池中的任務(wù)；當(dāng)執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)后，它會(huì)從線程池的阻塞隊(duì)列中取出一個(gè)阻塞的任務(wù)來繼續(xù)運(yùn)行。
    wokers的作用是，線程池通過它實(shí)現(xiàn)了"允許多個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行"。

2. workQueue

    workQueue是BlockingQueue類型，即它是一個(gè)阻塞隊(duì)列。當(dāng)線程池中的線程數(shù)超過它的容量的時(shí)候，線程會(huì)進(jìn)入阻塞隊(duì)列進(jìn)行阻塞等待。
    通過workQueue，線程池實(shí)現(xiàn)了阻塞功能。

3. mainLock

    mainLock是互斥鎖，通過mainLock實(shí)現(xiàn)了對線程池的互斥訪問。

4. corePoolSize和maximumPoolSize

    corePoolSize是"核心池大小"，maximumPoolSize是"最大池大小"。它們的作用是調(diào)整"線程池中實(shí)際運(yùn)行的線程的數(shù)量"。
    例如，當(dāng)新任務(wù)提交給線程池時(shí)(通過execute方法)。
          -- 如果此時(shí)，線程池中運(yùn)行的線程數(shù)量< corePoolSize，則創(chuàng)建新線程來處理請求。
          -- 如果此時(shí)，線程池中運(yùn)行的線程數(shù)量> corePoolSize，但是卻< maximumPoolSize；則僅當(dāng)阻塞隊(duì)列滿時(shí)才創(chuàng)建新線程。
          如果設(shè)置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相同，則創(chuàng)建了固定大小的線程池。如果將 maximumPoolSize 設(shè)置為基本的無界值（如 Integer.MAX_VALUE），則允許池適應(yīng)任意數(shù)量的并發(fā)任務(wù)。在大多數(shù)情況下，核心池大小和最大池大小的值是在創(chuàng)建線程池設(shè)置的；但是，也可以使用 setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 進(jìn)行動(dòng)態(tài)更改。

5. poolSize

    poolSize是當(dāng)前線程池的實(shí)際大小，即線程池中任務(wù)的數(shù)量。

6. allowCoreThreadTimeOut和keepAliveTime

    allowCoreThreadTimeOut表示是否允許"線程在空閑狀態(tài)時(shí)，仍然能夠存活"；而keepAliveTime是當(dāng)線程池處于空閑狀態(tài)的時(shí)候，超過keepAliveTime時(shí)間之后，空閑的線程會(huì)被終止。

7. threadFactory

    threadFactory是ThreadFactory對象。它是一個(gè)線程工廠類，"線程池通過ThreadFactory創(chuàng)建線程"。

8. handler

    handler是RejectedExecutionHandler類型。它是"線程池拒絕策略"的句柄，也就是說"當(dāng)某任務(wù)添加到線程池中，而線程池拒絕該任務(wù)時(shí)，線程池會(huì)通過handler進(jìn)行相應(yīng)的處理"。

綜上所說，線程池通過workers來管理"線程集合"，每個(gè)線程在啟動(dòng)后，會(huì)執(zhí)行線程池中的任務(wù)；當(dāng)一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完后，它會(huì)從線程池的阻塞隊(duì)列中取出任務(wù)來繼續(xù)運(yùn)行。阻塞隊(duì)列是管理線程池任務(wù)的隊(duì)列，當(dāng)添加到線程池中的任務(wù)超過線程池的容量時(shí)，該任務(wù)就會(huì)進(jìn)入阻塞隊(duì)列進(jìn)行等待。 

線程池調(diào)度

我們通過下面的圖看看下面線程池中任務(wù)的調(diào)度策略，加深對線程池的理解。

圖-01:

圖-02:

說明：

    在"圖-01"中，線程池中有N個(gè)任務(wù)。"任務(wù)1", "任務(wù)2", "任務(wù)3"這3個(gè)任務(wù)在執(zhí)行，而"任務(wù)3"到"任務(wù)N"在阻塞隊(duì)列中等待。正在執(zhí)行的任務(wù)，在workers集合中，workers集合包含3個(gè)Worker，每一個(gè)Worker對應(yīng)一個(gè)Thread線程，Thread線程每次處理一個(gè)任務(wù)。
    當(dāng)workers集合中處理完某一個(gè)任務(wù)之后，會(huì)從阻塞隊(duì)列中取出一個(gè)任務(wù)來繼續(xù)執(zhí)行，如圖-02所示。圖-02表示"任務(wù)1"處理完畢之后，線程池將"任務(wù)4"從阻塞隊(duì)列中取出，放到workers中進(jìn)行處理。

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