虽然在Java语言中创建线程看上去就像创建一个对象一样简单，只需要new Thread()就可以了，但实际上创建线程远不是创建一个对象那么简单。创建对象，仅仅是在JVM的堆里分配一块内存而已；而创建一个线程，却需要调用操作系统内核的API，然后操作系统要为线程分配一系列的资源，这个成本就很高了，所以**线程是一个重量级的对象，应该避免频繁创建和销毁**。 那如何避免呢？应对方案估计你已经知道了，那就是线程池。 线程池的需求是如此普遍，所以Java SDK并发包自然也少不了它。但是很多人在初次接触并发包里线程池相关的工具类时，多少会都有点蒙，不知道该从哪里入手，我觉得根本原因在于线程池和一般意义上的池化资源是不同的。一般意义上的池化资源，都是下面这样，当你需要资源的时候就调用acquire()方法来申请资源，用完之后就调用release()释放资源。若你带着这个固有模型来看并发包里线程池相关的工具类时，会很遗憾地发现它们完全匹配不上，Java提供的线程池里面压根就没有申请线程和释放线程的方法。 ``` class XXXPool{ // 获取池化资源 XXX acquire() { } // 释放池化资源 void release(XXX x){ } } ``` ## 线程池是一种生产者-消费者模式 为什么线程池没有采用一般意义上池化资源的设计方法呢？如果线程池采用一般意义上池化资源的设计方法，应该是下面示例代码这样。你可以来思考一下，假设我们获取到一个空闲线程T1，然后该如何使用T1呢？你期望的可能是这样：通过调用T1的execute()方法，传入一个Runnable对象来执行具体业务逻辑，就像通过构造函数Thread(Runnable target)创建线程一样。可惜的是，你翻遍Thread对象的所有方法，都不存在类似execute(Runnable target)这样的公共方法。 ``` //采用一般意义上池化资源的设计方法 class ThreadPool{ // 获取空闲线程 Thread acquire() { } // 释放线程 void release(Thread t){ } } //期望的使用 ThreadPool pool； Thread T1=pool.acquire(); //传入Runnable对象 T1.execute(()->{ //具体业务逻辑 ...... }); ``` 所以，线程池的设计，没有办法直接采用一般意义上池化资源的设计方法。那线程池该如何设计呢？目前业界线程池的设计，普遍采用的都是**生产者-消费者模式**。线程池的使用方是生产者，线程池本身是消费者。在下面的示例代码中，我们创建了一个非常简单的线程池MyThreadPool，你可以通过它来理解线程池的工作原理。 ``` //简化的线程池，仅用来说明工作原理 class MyThreadPool{ //利用阻塞队列实现生产者-消费者模式 BlockingQueue<Runnable> workQueue; //保存内部工作线程 List<WorkerThread> threads = new ArrayList<>(); // 构造方法 MyThreadPool(int poolSize, BlockingQueue<Runnable> workQueue){ this.workQueue = workQueue; // 创建工作线程 for(int idx=0; idx<poolSize; idx++){ WorkerThread work = new WorkerThread(); work.start(); threads.add(work); } } // 提交任务 void execute(Runnable command){ workQueue.put(command); } // 工作线程负责消费任务，并执行任务 class WorkerThread extends Thread{ public void run() { //循环取任务并执行 while(true){ ① Runnable task = workQueue.take(); task.run(); } } } } /** 下面是使用示例 **/ // 创建有界阻塞队列 BlockingQueue<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingQueue<>(2); // 创建线程池 MyThreadPool pool = new MyThreadPool( 10, workQueue); // 提交任务 pool.execute(()->{ System.out.println("hello"); }); ``` 在MyThreadPool的内部，我们维护了一个阻塞队列workQueue和一组工作线程，工作线程的个数由构造函数中的poolSize来指定。用户通过调用execute()方法来提交Runnable任务，execute()方法的内部实现仅仅是将任务加入到workQueue中。MyThreadPool内部维护的工作线程会消费workQueue中的任务并执行任务，相关的代码就是代码①处的while循环。线程池主要的工作原理就这些，是不是还挺简单的？ ## 如何使用Java中的线程池 Java并发包里提供的线程池，远比我们上面的示例代码强大得多，当然也复杂得多。Java提供的线程池相关的工具类中，最核心的是**ThreadPoolExecutor**，通过名字你也能看出来，它强调的是Executor，而不是一般意义上的池化资源。 ThreadPoolExecutor的构造函数非常复杂，如下面代码所示，这个最完备的构造函数有7个参数。 ``` ThreadPoolExecutor( int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) ``` 下面我们一一介绍这些参数的意义，你可以**把线程池类比为一个项目组，而线程就是项目组的成员**。 - **corePoolSize**：表示线程池保有的最小线程数。有些项目很闲，但是也不能把人都撤了，至少要留corePoolSize个人坚守阵地。 - **maximumPoolSize**：表示线程池创建的最大线程数。当项目很忙时，就需要加人，但是也不能无限制地加，最多就加到maximumPoolSize个人。当项目闲下来时，就要撤人了，最多能撤到corePoolSize个人。 - **keepAliveTime & unit**：上面提到项目根据忙闲来增减人员，那在编程世界里，如何定义忙和闲呢？很简单，一个线程如果在一段时间内，都没有执行任务，说明很闲，keepAliveTime 和 unit 就是用来定义这个“一段时间”的参数。也就是说，如果一个线程空闲了`keepAliveTime & unit`这么久，而且线程池的线程数大于 corePoolSize ，那么这个空闲的线程就要被回收了。 - **workQueue**：工作队列，和上面示例代码的工作队列同义。 - **threadFactory**：通过这个参数你可以自定义如何创建线程，例如你可以给线程指定一个有意义的名字。
  • **handler**：通过这个参数你可以自定义任务的拒绝策略。如果线程池中所有的线程都在忙碌，并且工作队列也满了（前提是工作队列是有界队列），那么此时提交任务，线程池就会拒绝接收。至于拒绝的策略，你可以通过handler这个参数来指定。ThreadPoolExecutor已经提供了以下4种策略。