还不懂Java线程池实现原理

线程池无论是工作还是面试都是必备的技能，但是很多人对于线程池的实现原理却一知半解，并不了解线程池内部的工作原理，今天一灯就带大家一块剖析线程池底层实现原理。

1. 为什么要使用线程池

使用线程池通常由以下两个原因：

1. 频繁创建销毁线程需要消耗系统资源，使用线程池可以复用线程。

2. 使用线程池可以更容易管理线程，线程池可以动态管理线程个数、具有阻塞队列、定时周期执行任务、环境隔离等。

2. 线程池的使用

/**
 * @author 一灯架构
 * @apiNote 线程池示例
 **/
public class ThreadPoolDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建线程池
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                3,
                3,
                0L,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
      
        // 2. 往线程池中提交3个任务
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            threadPoolExecutor.execute(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 关注公众号：一灯架构");
            });
        }
      
        // 3. 关闭线程池
        threadPoolExecutor.shutdown();
    }
}

输出结果：

pool-1-thread-2 关注公众号：一灯架构
pool-1-thread-1 关注公众号：一灯架构
pool-1-thread-3 关注公众号：一灯架构

线程池的使用非常简单：

1. 调用new ThreadPoolExecutor()构造方法，指定核心参数，创建线程池。
2. 调用execute()方法提交Runnable任务
3. 使用结束后，调用shutdown()方法，关闭线程池。

再看一下线程池构造方法中核心参数的作用。

3. 线程池核心参数

线程池共有七大核心参数：

1. corePoolSize 核心线程数

   当往线程池中提交任务，会创建线程去处理任务，直到线程数达到corePoolSize，才会往阻塞队列中添加任务。默认情况下，空闲的核心线程并不会被回收，除非配置了allowCoreThreadTimeOut=true。

2. maximumPoolSize 最大线程数

   当线程池中的线程数达到corePoolSize，阻塞队列又满了之后，才会继续创建线程，直到达到maximumPoolSize，另外空闲的非核心线程会被回收。

3. keepAliveTime 线程存活时间

   非核心线程的空闲时间达到了keepAliveTime，将会被回收。

4. TimeUnit 时间单位

   线程存活时间的单位，默认是TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒），可选择的有：

   TimeUnit.NANOSECONDS（纳秒）

   TimeUnit.MICROSECONDS（微秒）

   TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）

   TimeUnit.SECONDS（秒）

   TimeUnit.MINUTES（分钟）

   TimeUnit.HOURS（小时）

   TimeUnit.DAYS（天）

5. workQueue 阻塞队列

   当线程池中的线程数达到corePoolSize，再提交的任务就会放到阻塞队列的等待，默认使用的是LinkedBlockingQueue，可选择的有：

   LinkedBlockingQueue（基于链表实现的阻塞队列）

   ArrayBlockingQueue（基于数组实现的阻塞队列）

   SynchronousQueue（只有一个元素的阻塞队列）

   PriorityBlockingQueue（实现了优先级的阻塞队列）

   DelayQueue（实现了延迟功能的阻塞队列）

6. threadFactory 线程创建工厂

   用来创建线程的工厂，默认的是Executors.defaultThreadFactory()，可选择的还有Executors.privilegedThreadFactory()实现了线程优先级。当然也可以自定义线程创建工厂，创建线程的时候最好指定线程名称，便于排查问题。

7. RejectedExecutionHandler 拒绝策略

   当线程池中的线程数达到maximumPoolSize，阻塞队列也满了之后，再往线程池中提交任务，就会触发执行拒绝策略，默认的是AbortPolicy（直接终止，抛出异常），可选择的有：

   AbortPolicy（直接终止，抛出异常）

   DiscardPolicy（默默丢弃，不抛出异常）

   DiscardOldestPolicy（丢弃队列中最旧的任务，执行当前任务）

   CallerRunsPolicy（返回给调用者执行）

4. 线程池工作原理

线程池的工作原理，简单理解如下：

1. 当往线程池中提交任务的时候，会先判断线程池中线程数是否是核心线程数，如果小于，会创建核心线程并执行任务。
2. 如果线程数大于核心线程数，会判断阻塞队列是否已满，如果没有满，会把任务添加到阻塞队列中等待调度执行。
3. 如果阻塞队列已满，会判断线程数是否小于最大线程数，如果小于，会继续创建最大线程数并执行任务。
4. 如果线程数大于最大线程数，会执行拒绝策略，然后结束。

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