參考博文：http://blog.csdn.net/mark_lq/article/details/50346999

一、線程池的基本類結構

　　合理利用線程池能夠帶來三個好處。

　　1.降低資源消耗。通過重復利用已創建的線程降低線程創建和銷毀造成的消耗

　　2.提高響應速度。當任務到達時，任務可以不需要等到線程創建就能立即執行

　　3.提高線程的可管理性。線程是稀缺資源，如果無限制的創建，不僅會消耗系統資源，還會降低系統的穩定性，使用線程池可以進行統一的分配，調優和監控

　　Executor線程池框架最大優點是把任務的提交和執行解耦。呵護短將要執行的任務封裝成Task，然後提交即可。具體來說，提交一個Callable對象給ExecutorService（如最常用的線程池ThreadPoolExecutor），將得到一個Future對象，調用Future對象的get方法等待執行結果

　　下圖是線程池所涉及到的所有類的結構圖，先從整體把握下

??????????????圖1 線程池實現原理類結構圖

??上面這個圖是很復雜的，涉及到了線程池內部實現原理的所有類，不利於我們理解線程池如何使用。我們先從客戶端的角度出發，看看客戶端使用線程池所涉及到的類結構圖：

??????????????圖2 線程池使用的基本類結構圖

??從圖一可知，實際的線程池類是實現ExecutorService接口的類，有ThreadPoolExecutor、ForkJoinPool和ScheduledThreadPoolExecutor。下面以常用的ThreadPoolExecutor為例講解。

二、線程池的實現步驟

　　a）線程池的創建

1 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
2                           int maximumPoolSize,
3                           long keepAliveTime,
4                           TimeUnit unit,
5                           BlockingQueue<Runnable> workQueue,
6                           ThreadFactory threadFactory,
 
7                           RejectedExecutionHandler handler)

註：當我們創建一個線程池的時候，並不會直接就創建出相應數量的線程

而是，只有當提交一個任務到線程池時，在當前線程數小於線程池的基本線程數數線程池時，會創建一個線程來執行任務，即使其他空閑的基本線程能夠執行新任務也會創建線程

如果調用了線程池的 prestarAllCoreThreads方法，線程池會提前創建並啟動所有基本線程

參數說明：

　　1.corePoolSize （線程池的基本線程數）如：Executors.newFixedThreadPool(5)，它的基本線程數就是5

　　2.maxinumPoolSize （線程池最大線程數）線程池允許創建的最大線程數。如果任務隊列滿了，並且已創建的線程數小於最大線程數，則線程池會再創建新的線程執行任務。值得註意的是如果使用了無界的任務隊列這個參數就沒什麽效果

　　註：一般默認創建線程池的的時候，maxinumPoolSize = corePoolSize ，即任務隊列滿了的話，就直接拒絕了，不會創建線程

　　關於任務隊列，我們後面會再詳解介紹

　　3.keepAliveTime（線程活動保持時間） 這個參數表示，線程池的工作線程在空閑狀態下，存活的時間。（默認為0，即線程閑下來就將其釋放）所以如果任務很多，並且每個任務執行的時間比較短，可以調大這個時間，提高線程的利用率

　　4.TimeUnit （線程活動保持時間的單位），這個參數是為前面那個參數服務的，默認為 毫秒

　　5.workQueue（任務隊列） 用於保存等待執行的任務的阻塞隊列，當線程池中線程執行任務執行不過來的時候，會將等待執行的任務放到這個隊列中，可以選擇以下幾個阻塞隊列

• ArrayBlockingQueue：是一個基於數組的有界阻塞隊列，此隊列按FIFO原則對元素進行排序

• LinkBlockingQueue：一個基於鏈表結構的無界阻塞隊列，此隊列按FIFO排序元素，吞吐量要高於ArrayBlockingQueue，靜態工廠方法Executors.newFixedThreadPool()使用了這個隊列。

　　JDK中默認選用LinkedBlockingQueue作為阻塞隊列的原因就在於其無界性。因為線程大小固定的線程池，其線程的數量是不具備伸縮性的，當任務非常繁忙的時候，就勢必會導致所有的線程都處於工作狀態，如果使用一個有界的阻塞隊列來進行處理，那麽就非常有可能很快導致隊列滿的情況發生，從而導致任務無法提交而拋出RejectedExecutionException，而使用無界隊列由於其良好的存儲容量的伸縮性，可以很好的去緩沖任務繁忙情況下場景，即使任務非常多，也可以進行動態擴容，當任務被處理完成之後，隊列中的節點也會被隨之被GC回收，非常靈活。

• SynchronousQueue：一個不存儲元素的無界阻塞隊列，每個插入操作必須要等到另一個線程調用移除操作，否則插入操作一直處於阻塞狀態。即隊列中添加任務後，必須要有線程來取走這個任務。它將任務直接提交給線程而不保持它們，如果不存在可用於立即運行任務的線程，則會構造出一個新的線程

　　7.RejectExecutionHandler（拒絕策略）：當隊列和線程池都滿了，什麽時候會出現這種情況呢？應該是要滿足： （任務隊列選用的是有界的隊列，任務隊列滿已時，且當前線程數也已經達到了線程池的最大線程數maxinumPoolSize ）

　　那麽就必須要采取一種策略處理提交的新任務。這個策略默認情況下是AbortPolicy，表示無法處理新任務時拋出的異常。以下是JDK1.5提供的四種策略

　　　　AbortPolicy：直接拋出異常

　　　　CallerRunsPolicy：只用調用者所在線程來運行任務

　　　　DiscardOldestPolicy：丟棄隊列裏最後一個要執行任務，並執行當前任務

　　　　DiscardPolicy：不處理，直接丟棄

　　當然也可以根據應用場景來實現RejectedExecutionHandler接口自定義拒絕策略，如記錄到日誌或持久化不能處理的任務

　　由此可見，創建一個線程所需的參數非常多，線程池為我們提供了類Executors的靜態工廠方法用來創建不用類型的線程池，官方也建議我們使用它，它會給上面的參數給上一些默認值

　　當然我們也可以自己創建線程池，自由地給定參數，來更好的適應不同的場景

　　b）向線程池提交任務

　　有兩種方式提交任務（execute 和 submit）兩者執行任務最後都會通過Executor的execute方法來執行，關於 execute方法，我們後面會詳解，

　　兩者區別：1.異常處理，兩者對待run方法拋出的異常處理方式不一樣

　　　　　　　 2.有無返回值，submit有返回值，而execute沒有

　　具體怎麽用，可以參考上一篇文章，

　　c）線程池關閉

　　1.shutdown（）方法

　　　　這個方法會平滑地關閉ExecutorService，當我們調用這個方法時，ExecutorService停止接受任何新的任務且等待已經提交的任務執行完成（已經提交的任務分兩類：一類是已經在執行的，另一類是沒有開始執行的），當所有已經提交的任務執行完畢後將會關閉 ExecutorService

　　2.awaitTermination（long timeout，TimeUnit unit）方法

　　　　這個方法有兩個參數，一個是timeout即超時時間，另一個是unit即時間單位。這個方法會使當前關閉線程池的線程 等待 timeout時長，當超過timeout時間後，則去監測ExecutorService是否已經關閉，若關閉則返回true，否則返回false。一般情況下會和shutdown方法組合使用

　　3.shutdownNow（）方法：這個方法會強制關閉ExecutorService，它將取消所有運行中的任務和在工作隊列中等待的任務，這個方法返回一個List列表，列表中返回的是等待在工作隊列中任務

三、線程池的執行流程分析

　　前面提到ExecutorService的submit方法 和 execute方法都會調用Executor實現類（如ThreadPoolExecutor）的execute方法，下面我們來看看任務提交到這個方法是如何執行的，從這個方法入手分析 線程池的執行流程

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12.深入線程池_流程和原理