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一、线程池的介绍
在开发中，频繁的创建和销毁一个线程，是很耗资源的，为此找出了一个可以循环利用已经存在的线程来达到自己的目的，线程池顾名思义，也就是线程池的集合，通过线程池执行的线程任务，可以很有效的去规划线程的使用。
在java中大致有这几种线程池
newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。，可以作一个定时器使用。
newCachedThreadPool 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过需要的线程数量，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池， 它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行，可以控制线程的执行顺序
newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待，当创建的线程池数量为1的时候。也类似于单线程化的线程池，当为1的时候，也可控制线程的执行顺序
二、线程池的使用
1、newScheduledThreadPool
1 /**
2 * 测试newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
3 * 一般可做定时器使用
4 */
5 public static void test_1(){
6 //参数是线程的数量
7 ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(2);
8 /**
9 * 第二个参数，是首次执行该线程的延迟时间，之后失效
10 * 第三个参数是，首次执行完之后，再过该段时间再次执行该线程，具有周期性
11 */
12 scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
13
14 @Override
15 public void run() {
16 System.out.println(new Date().getSeconds());
17
18 }
19 }, 10, 3, TimeUnit.SECONDS);
20
21 }
2、newCachedThreadPool
1 /**
2 * newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，
3 * 如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
4 */
5 public static void test_2(){
6 ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
7 for (int i = 0; i < 10; i++) {
8 final int index = i;
9 try {
10 Thread.sleep(index * 1000);
11 } catch (InterruptedException e) {
12 e.printStackTrace();
13 }
14 cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
15
16 @Override
17 public void run() {
18 // TODO Auto-generated method stub
19 System.out.println(index+":"+new Date().getSeconds());
20 }
21 });
22 }
23 }
3、newSingleThreadExecutor
1 /**
2 * newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，
3 * 它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行
4 */
5 public static void test_4(){
6 ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
7 for(int i = 1; i < 11; i++){
8 final int index = i;
9 singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
10 @Override
11 public void run() {
12 // TODO Auto-generated method stub
13 //会按顺序打印
14 System.out.println(index);
15 }
16 });
17 }
18 }
4、newFixedThreadPool
1 /**
2 * newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待
3 */
4 public static void test_3(){
5 //当参数为1的时候，可以控制线程的执行顺序，类似join的作用
6 ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
7 for(int i = 0; i < 2; i++){
8 final int index = i;
9 fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
10
11 @Override
12 public void run() {
13 // TODO Auto-generated method stub
14 try {
15 System.out.println(index);
16 } catch (Exception e) {
17 // TODO Auto-generated catch block
18 e.printStackTrace();
19 }
20 }
21 });
22 }
23 }
三、线程池源码分析
以上四种线程都是由一个线程工具类Executors来创造的
如上图，其中newFixedThreadPool 和newCachedThreadPool 都是由threadPoolExecutor来创建的，只是参数不一致而已，
关于threadPoolExector的构造器的参数
corePoolSize 代表该线程中允许的核心线程数，要和工作的线程数量区分开来，两者不
等价(工作的线程数量一定不大于corePoolSize，即当超过后，会将线程
放入队列中)，可以理解为一个ArrayList集合中，默认空间是10,但存放的
元素的数量 不一定是10， 在这里这个10就寓指corePoolSize ，存放元
素的个数是工作线程数量
maximumPoolSize 这个参数的意思就是该线程池所允许的最大线程数量
keepAliveTime 这个参数的意思就是空余线程的存活时间，注意这个值并不会对所有线程起作用，如果线程池中的线程数少于等于核心线程数 corePoolSize，那么这些线程不会因 为空闲太长时间而被关闭，当然，也可以通过调用allowCoreThreadTimeOut方法使核心线程数内的线程也可以被回收。
unit 时间单位
workQueue 阻塞队列，在此作用就是用来存放线程。
threadFactory 线程工厂
defaultHandler 拒绝策略，即当加入线程失败，采用该handler来处理
3.1、线程池的拒绝策略
AbortPolicy
为java线程池默认的阻塞策略，不执行此任务，而且直接抛出一个运行时异常
DiscardPolicy
直接抛弃，任务不执行，空方法
DiscardOldestPolicy
从队列里面抛弃head的一个任务，并再次execute 此task。
CallerRunsPolicy
在调用execute的线程里面执行此command，会阻塞入口
在分析该类的execute方法前，先看这几个常量的值和一些方法的作用
1 /*
2 * ctl的默认值为-536870912，
3 * 作用是将该值传入workerCountOf(int c)的参数c中，
4 * 则可以返回正在工作的线程数量
5 * 每当有一个线程加入工作，该值会加1
6 */
7 private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
8 private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3; //32-3=29
9 private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;//536870911
10
11 // runState is stored in the high-order bits，其中running<shutdown<stop<tidying<terminated
12 private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;// -536870912
13 private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;//0
14 private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;//536870912
15 private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;//1073741824
16 private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;//1610612736
17
18 // Packing and unpacking ctl
19 private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }//当c<0时该方法返回的值为-536870912，否则为0
20 private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }//获取工作线程数
21 private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }//-536870912
3.2、execute
当线程为null时，直接抛出异常
第一步、看图，下图所指的将corePoolSize扩充至maxmumPoolSize是一个类比，
因为在addWorker代码中有这么一句wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))成立则返回false，表明core为false时会以maximumPoolSize来当做corePoolSize比较
1 int c = ctl.get();
2 if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
3 if (addWorker(command, true))
4 return;
5 c = ctl.get();
6 }
7 if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
8 int recheck = ctl.get();
9 if (! isRunning(recheck) && remove(command))
10 reject(command);
11 else if (workerCountOf(recheck) == 0)
12 addWorker(null, false);
13 }
14 else if (!addWorker(command, false))
15 reject(command);
3.3、addWorker
1 private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
2 //外部循环
3 retry:
4 for (;;) {
5 int c = ctl.get();//获取当前工作线程数量，数量为{c-(-536870912)}
6
7 int rs = runStateOf(c);//若c>=0时，该值才为0，否则该值一直为-536870912
8
9
10 /*
11 *由上面的一些线程池状态常量值可知，running<shutdown<stop<tidying<terminated
12 *若rs>=shutdown,则表明线程池处于stop、tidying、terminated三种状态的一种
13 *若rs>=shutdown成立，则进行后面判断，
14 *1、线程池处于shutdown状态
15 * 1.1、firstTask不为null，则返回false，也即是线程池已经处于shutdown状态，还要添加新的线程，被直接驳回(拒绝)
16 * 1.2、firstTask为null
17 * 1.2.1、此时意味着线程池状态为shutdown状态，且first为null，若阻塞队列为空，则返回false
18 *2、线程处于大于shutdown的状态，则直接返回false
19 */
20 if (rs >= SHUTDOWN &&
21 ! (rs == SHUTDOWN &&
22 firstTask == null &&
23 ! workQueue.isEmpty()))
24 return false;
25 /*
26 *进入内循环以下两种情况会跳出该内循环,否则一直会循环
27 *1、当工作线程数量超过一定阈值，会直接返回false
28 *2、添加工作线程成功，即ctl的值进行了加一
29 */
30 for (;;) {
31 int wc = workerCountOf(c);//获取工作线程的数量
32 //当线程数量>=536870911或者>=corePoolSize或maximumPoolSize的时候，则返回false
33 if (wc >= CAPACITY ||
34 wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
35 return false;
36 if (compareAndIncrementWorkerCount(c))//使用unsafe的cas操作对ctl.get()的值进行加一
37 break retry;//跳出这个外循环
38 c = ctl.get(); // Re-read ctl
39 if (runStateOf(c) != rs)//当此时的线程池状态和之前的状态不等时
40 continue retry;//继续内循环
41 }
42 }
43 //若进行到了此步操作，则表明工作线程数量加了1
44 boolean workerStarted = false;
45 boolean workerAdded = false;
46 Worker w = null;
47 try {
48 w = new Worker(firstTask);
49 final Thread t = w.thread;//该w.thread为worker内部新创建的thread
50 if (t != null) {
51 final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
52 mainLock.lock();//开启锁
53 try {
54 //获取锁后，再次获取线程池的状态
55 int rs = runStateOf(ctl.get());
56 /*
57 *1、当线程池的状态处于shutdown以上状态，则直接释放锁，不启动线程，且执行addWorkerFailed方法
58 执行该方法的作用是使工作线程数量-1
59 */
60 if (rs < SHUTDOWN ||
61 (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
62 if (t.isAlive()) // 创建的线程处于活跃状态，即被启动了，抛出异常
63 throw new IllegalThreadStateException();
64 workers.add(w);//workers是一个set集合
65 int s = workers.size();
66 if (s > largestPoolSize)//largestPoolSize默认为0，作用是记录set集合中的线程数量
67 largestPoolSize = s;
68 workerAdded = true;//改变该值，为了启动线程，且返回一个addWorker执行成功的状态
69 }
70 } finally {
71 mainLock.unlock();//释放锁
72 }
73 if (workerAdded) {
74 t.start();
75 workerStarted = true;
76 }
77 }
78 } finally {
79 if (! workerStarted)
80 addWorkerFailed(w);
81 }
82 return workerStarted;
83 }
总结:2017-11-12