自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)線程池 jdk線程池ThreadPoolExecutor工作原理解析（一） _生活百科

jdk線程池ThreadPoolExecutor工作原理解析（自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)線程池）（一）線程池介紹在日常開發(fā)中經(jīng)常會(huì)遇到需要使用其它線程將大量任務(wù)異步處理的場(chǎng)景（異步化以及提升系統(tǒng)的吞吐量），而在使用線程的過程中卻存在著兩個(gè)痛點(diǎn) 。

在java等很多主流語言中每個(gè)邏輯上的線程底層都對(duì)應(yīng)著一個(gè)系統(tǒng)線程（不考慮虛擬線程的情況）。操作系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)新線程是存在一定開銷的，在需要執(zhí)行大量的異步任務(wù)時(shí)，如果處理每個(gè)任務(wù)時(shí)都直接向系統(tǒng)申請(qǐng)創(chuàng)建一個(gè)線程來執(zhí)行，并在任務(wù)執(zhí)行完畢后再回收線程，則創(chuàng)建/銷毀大量線程的開銷將無法忍受。
每個(gè)系統(tǒng)線程都會(huì)占用一定的內(nèi)存空間，且系統(tǒng)在調(diào)度不同線程上下文切換時(shí)存在一定的cpu開銷。因此在一定的硬件條件下，操作系統(tǒng)能同時(shí)維護(hù)的系統(tǒng)線程個(gè)數(shù)相對(duì)而言是比較有限的。在使用線程的過程中如果沒有控制好流量，會(huì)很容易創(chuàng)建過多的線程而耗盡系統(tǒng)資源，令系統(tǒng)變得不可用。

而線程池正是為解決上述痛點(diǎn)而生的，其通過兩個(gè)手段來解決上述痛點(diǎn) 。
池化線程資源池化線程資源，顧名思義就是維護(hù)一個(gè)存活線程的集合（池子）。提交任務(wù)的用戶程序不直接控制線程的創(chuàng)建和銷毀，不用每次執(zhí)行任務(wù)時(shí)都申請(qǐng)創(chuàng)建一個(gè)新線程，而是通過線程池間接的獲得線程去處理異步任務(wù) 。線程池中的線程在執(zhí)行完任務(wù)后通常也不會(huì)被系統(tǒng)回收掉，而是繼續(xù)待在池子中用于執(zhí)行其它的任務(wù)（執(zhí)行堆積的待執(zhí)行任務(wù)或是等待新任務(wù)）。線程池通過池化線程資源，避免了系統(tǒng)反復(fù)創(chuàng)建/銷毀線程的開銷，大幅提高了處理大規(guī)模異步任務(wù)時(shí)的性能。
對(duì)線程資源的申請(qǐng)進(jìn)行收口，限制系統(tǒng)資源的使用如果程序都統(tǒng)一使用線程池來處理異步任務(wù)，則線程池內(nèi)部便可以對(duì)系統(tǒng)資源的使用施加一定限制。例如用戶可以指定一個(gè)線程池最大可維護(hù)的線程數(shù)量，以避免耗盡系統(tǒng)資源。當(dāng)用戶提交任務(wù)的速率過大，導(dǎo)致線程池中的線程數(shù)到達(dá)指定的最大值時(shí)依然無法滿足需求時(shí)，線程池可以通過丟棄部分任務(wù)或限制提交任務(wù)的流量的方式來處理這一問題。線程池通過對(duì)線程資源的使用進(jìn)行統(tǒng)一收口，用戶可以通過設(shè)置線程池的參數(shù)來控制系統(tǒng)資源的使用，從而避免系統(tǒng)資源耗盡。
jdk線程池ThreadPoolExecutor簡單介紹前面介紹了線程池的概念，而要深入理解線程池的工作原理最好的辦法便是找到一個(gè)優(yōu)秀的線程池實(shí)現(xiàn)來加以研究。而自jdk1.5中引入的通用線程池框架ThreadPoolExecutor便是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)對(duì)象。其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)不算復(fù)雜，卻在高效實(shí)現(xiàn)核心功能的同時(shí)還提供了較豐富的拓展能力。
下面從整體上介紹一下jdk通用線程池ThreadPoolExecutor的工作原理（基于jdk8）。
ThreadPoolExecutor運(yùn)行時(shí)工作流程首先ThreadPoolExecutor允許用戶從兩個(gè)不同維度來控制線程資源的使用，即最大核心線程數(shù)(corePoolSize)和最大線程數(shù)(maximumPoolSize) 。最大核心線程數(shù)：核心線程指的是通常常駐線程池的線程。常駐線程在線程池沒有任務(wù)空閑時(shí)也不會(huì)被銷毀，而是處于idle狀態(tài)，這樣在新任務(wù)到來時(shí)就能很快的進(jìn)行響應(yīng) 。最大線程數(shù)：和第一節(jié)中提到的一樣，即線程池中所能允許的活躍線程的最大數(shù)量。
在向ThreadPoolExecutor提交任務(wù)時(shí)（execute方法），會(huì)執(zhí)行一系列的判斷來決定任務(wù)應(yīng)該如何被執(zhí)行（源碼在下一節(jié)中具體分析）。