ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor 的通用构造函数

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,     
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

线程的创建与销毁

线程池的基本大小（Core Pool Size）、最大大小（Maximum Pool Size）以及存活时间等因素共同负责线程的创建与销毁。

基本大小也就是线程池的目标大小，即在没有任务执行时线程池的大小，并且只有在工作队列满了的情况下才会创建超出这个数量的线程。
线程池的最大大小表示可同时活动的线程数量的上限。
如果某个线程的空闲时间超过了存活时间，那么将被标记为可回收的，并且当线程池的当前大小超过了基本大小时，这个线程将被终止。

在创建 ThreadPoolExecutor 初期，线程并不会立即启动，而是等到有任务提交时才会启动，除非调用 prestartAllCoreThreads。

如果将线程池的基本大小设置为零，但没有使用 SynchronousQueue 作为其工作队列，这种方式将产生一些奇怪的行为。

当线程池中的线程数量等于线程池的基本大小时，仅当在工作队列已满的情况下ThreadPoolExecutor 才会创建新的线程。因此，如果线程池的基本大小为零并且其工作队列有一定的容量，那么当把任务提交给该线程池时，只有当线程池的工作队列被填满后，才会开始执行任务。

在 Java 6 中，可以通过 allowCoreThreadTimeOut 来使线程池中的所有线程超时。

管理队列任务

ThreadPoolExecutor 允许提供一个 BlockingQueue 来保存等待执行的任务。基本的任务排队方法有 3 种：无界队列、有界队列和同步移交。

一种稳妥的资源管理策略是使用有界队列，例如 ArrayBlockingQueue、有界的 LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue。有界队列有助于避免资源耗尽的情况发生。

对于非常大的或者无界的线程池，可以通过使用 SynchronousQueue 来避免任务排队，直接将任务从生产者移交给工作者线程。

SynchronousQueue 不是一个真正的队列，而是一种在线程之间进行移交的机制。要将一个元素放入 SynchronousQueue 中，必须有另一个线程正在等待接受这个元素。如果没有线程正在等待，并且线程池的当前大小小于最大值，那么 ThreadPoolExecutor 将创建一个新的线程，否则根据饱和策略，这个任务将被拒绝。

使用直接移交将更高效，因为任务会直接移交给执行它的线程，而不是被首先放在队列中，然后由工作者线程从队列中提取该任务。

只有当线程池是无界的或者可以拒绝任务时，SynchronousQueue 才有实际价值。

只有当任务相互独立时，为线程池或工作队列设置界限才是合理的。

如果任务之间存在依赖性，那么有界的线程池或队列就可能导致线程“饥饿”死锁问题。此时应该使用无界的线程池，例如 newCachedThreadPool。

对于提交其他任务并等待其结果的任务来说，还有另一种配置方法，就是使用有界的线程池，并使用 SynchronousQueue 作为工作队列，以及“调用者运行（Caller-Runs）”饱和策略。当线程池资源不足时，将变成顺序执行逻辑。

饱和策略

当有界队列被填满后，饱和策略开始发挥作用。（如果某个任务被提交到一个已被关闭的 Executor 时，也会用到饱和策略。）ThreadPoolExecutor 的饱和策略可以通过调用 setRejectedExecutionHandler 来修改。

JDK 提供了几种不同的饱和策略：AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy 和DiscardOldestPolicy：

“中止（Abort）”策略是默认的饱和策略，该策略将抛出未检查的 RejectedExecutionException。
当新提交的任务无法保存到队列中等待执行时，“抛弃（Discard）”策略会悄悄抛弃该任务。
“抛弃最旧的（Discard-Oldest）”策略则会抛弃下一个将被执行的任务，然后尝试重新提交新的任务。（如果工作队列是一个优先队列，那么“抛弃最旧的”策略将导致抛弃优先级最高的任务）
“调用者运行（Caller-Runs）”策略既不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将某些任务回退到调用者，从而降低新任务的流量。它不会在线程池的某个线程中执行新提交的任务，而是在调用 execute 方法的线程中执行该任务。

线程工厂

每当线程池需要创建一个线程时，都是通过线程工厂方法来完成的。默认的线程工厂方法将创建一个新的、非守护的线程，并且不包含特殊的配置信息。

在 ThreadFactory 中只定义了一个方法 newThread，每当线程池需要创建一个新线程时都会调用这个方法。

扩展 ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor 是可扩展的，它提供了几个可以在子类化中改写的方法：beforeExecute、afterExecute 和 terminated，这些方法可以用于扩展 ThreadPoolExecutor 的行为。

无论任务是从 run 中正常返回，还是抛出一个异常而返回，afterExecute 都会被调用。（如果任务在完成后带有一个 Error，那么就不会调用 afterExecute。）
如果 beforeExecute 抛出一个 RuntimeException，那么任务将不被执行，并且 afterExecute 也不会被调用。
在线程池完成关闭操作时调用 terminated，也就是在所有任务都已经完成并且所有工作者线程也已经关闭后。terminated 可以用来释放 Executor 在其生命周期里分配的各种资源，此外还可以执行发送通知、记录日志或者收集 finalize 统计信息等操作。

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最后更新于1年前