害 其实银行就是一个Java线程池
银行就是一个线程池
银行实际上就是一个Java线程池。
一次周末去银行办业务，人多排号，排的久了突然发现银行实际上和Java的线程池如此类似，可以说一模一样。于是我就展开了联想。
- 银行是个线程池
- 周末，银行七个窗口只来了两个值班的员工，那么这两个员工我们就叫做核心员工数
- 那天由于不知道什么原因，来银行办业务的人特别多，两个员工很快就忙不过来了，那么新来的人怎么办呢？只能排个号在休息区的椅子上坐着等，这一排椅子我们就叫做等待队列
- 很快，休息区也坐满了人，这个时候银行的处理业务的效率明显跟不上了，咋办呢？可以叫人会来加班（创建新的线程），由于银行只有7个窗口，所以最终只能有7个员工。最多七个柜台就叫做最大员工数
- 有了新的员工，人多了，处理业务的速度也上来了，会出现两种情况
- 虽然银行已经满负载了，但是人还是源源不断的来银行办业务，这个时候所有的工作人员都忙着，等待区也坐满了人，那么新的人怎么办呢？工作人员可以选择让新的员工明儿，或者一会儿再来，这个让新的人什么时候来的做法，就是一种拒绝策略的选择。
- 除了上面的情况还会有另一种情况，5个人来加班之后，效率提升，很快就把所有的业务做完了，然后银行就没有人办业务了，那么这多出来的五个人要一直在银行待着吗？肯定不是，他们会等一会儿然后回家，这个等一会儿我们可以叫做空闲等待时间
以上银行的流程和线程池的流程完全是一样的，我们只需要将
-
银行工作人员换成线程
-
办业务的人换成任务对象（Runnable）
-
休息区换成等待队列
......
上述的步骤就和线程池的原理，基本参数一模一样了。
说完了线程池的基本原理，接下来就是线程池常见的面试问题。
什么是线程池？有什么好处？
谈到线程池就会想到池化技术，其中最核心的思想就是把宝贵的资源放到一个池子中；每次使用都从里面获取，用完之后又放回池子供其他人使用，有点吃大锅饭的意思。
Java线程池有以下优点：
- 线程是稀缺资源，不能频繁的创建。
- 解耦作用；线程的创建于执行完全分开，方便维护。
- 应当将其放入一个池子中，可以给其他任务进行复用。
创建线程池的方式
- 通过Executors类
- 通过ThreadPoolExecutor类
在Java中，我们可以通过Executors类创建线程池，常见的API有：
- Executors.newCachedThreadPool()：无限线程池。
- Executors.newFixedThreadPool(nThreads)：创建固定大小的线程池。
- Executors.newSingleThreadExecutor()：创建单个线程的线程池。
- Executors.newScheduledThreadPool()
- Executors.newWorkStealingPool(int) java8新增，使用目前机器上可用的处理器作为它的并行级别
以上的这些创建线程池的方法，实际上JDK已经给我们写好的，可以拿来即用的。但是只要我们查看上述方法的源码就会发现：
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
以上方法实际上都是利用 ThreadPoolExecutor 类实现的。
所以第二种创建线程方式是自己通过 new ThreadPoolExecutor来进行创建。
Executors 有那么多创建线程池的方法，开发中用哪个比较好？
答案：一个都不用。
从《阿里巴巴Java开发手册》中可以看到
如何通过 ThreadPoolExecutor 自定义线程池？即线程池有哪些重要的参数？
在上一个问题中，我们提到了创建线程池要通过 new ThreadPoolExecutor 的方式，那么，如何创建呢？在创建的时候，又需要哪些参数呢？
我们直接看一下 ThreadPoolExecutor 的构造方法源码，如下：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {
if (corePoolSize < 0 ||
maximumPoolSize <= 0 ||
maximumPoolSize < corePoolSize ||
keepAliveTime < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
throw new NullPointerException();
this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
null :
AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
密密麻麻都是参数，那么这些参数都什么呢？
大致的流程就是
- 创建线程池之后，有任务提交给线程池，会先由 核心线程执行
- 如果任务持续增加，corePoolSize用完并且任务队列满了，这个时候线程池会增加线程的数量，增大到最大线程数
- 这个时候如果任务继续增加，那么由于线程数量已经达到最大线程数，等待队列也已经满了，这个时候线程池实际上是没有能力执行新的任务的，就会采用拒绝策略
- 如果任务量下降，就会有很多线程是不需要的，无所事事，而只要这些线程空闲的时间超过空闲线程时间，就会被销毁，直到剩余线程数为corePoolSize。
通过以上参数可以就可以灵活的设置一个线程池了，示例代码如下：
/**
* 获取cpu核心数
*/
private static int corePoolSize = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
/**
* corePoolSize用于指定核心线程数量
* maximumPoolSize指定最大线程数
* keepAliveTime和TimeUnit指定线程空闲后的最大存活时间
*/
public static ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, corePoolSize+1, 10l, TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(1000));
线程池底层工作原理？
关于线程池的工作原理和执行流程，通过两张图来进行展示
- 在创建了线程池后，等待提交过来的任务请求。
- 当调用execute（）方法添加一个请求任务时，线程池会做如下判断：
- 如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，那么马上创建马上创建线程运行这个任务。
- 如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，那么将这个任务放入队列。
- 如果这个时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务。
- 如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize，那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。
- 当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。
- 当一个线程无事可做超过一定的时间（keepAlilveTime）时，线程池会判断：
- 如果当前运行的线程数大于corePoolSize，那么这个线程就被停掉。
- 所以线程池的所有任务完成后它最终会收缩到corePoolSize的大小。
谈谈线程池的饱和策略，也叫做拒绝策略。
所谓饱和策略就是：当等待队列已经排满，再也发不下新的任务的时候，这时，线程池的最大线程数也到了最大值，意味着线程池没有能力继续执行新任务了，这个时候再有新任务提交到线程池，如何进行处理，就是饱和（拒绝）策略
如何合理配置一个线程池
通常我们是需要根据这批任务执行的性质来确定的。
-
IO 密集型任务：由于线程并不是一直在运行，所以可以尽可能的多配置线程，比如 CPU 个数 * 2
-
- IO密集型，即该任务需要大量的IO，即大量的阻塞。
- 在单线程上运行IO密集型的任务会导致浪费大量的CPU运算能力浪费在等待。
- 所以IO密集型任务中使用多线程可以大大的加速程序运行，即使在单核CPU上，这种加速主要就是利用了被浪费掉的阻塞时间。
-
CPU 密集型任务（大量复杂的运算）应当分配较少的线程，比如 CPU 个数相当的大小。CPU密集的意思是该任务需要大量的运算，而没有阻塞，CPU一直全速运行。
当然这些都是经验值，最好的方式还是根据实际情况测试得出最佳配置。
如何关闭线程池
关闭线程池的方法有两个：shutdown()/shutdownNow()。
shutdown()执行后停止接受新任务，会把队列的任务执行完毕。shutdownNow()也是停止接受新任务，但会中断所有的任务，将线程池状态变为 stop。
关闭线程池的代码：
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i <= 5; i++) {
pool.execute(new Job());
}
pool.shutdown();
while (!pool.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS)) {
LOGGER.info("线程还在执行。。。");
}
long end = System.currentTimeMillis();
LOGGER.info("一共处理了【{}】", (end - start));
pool.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS) 会每隔一秒钟检查一次是否执行完毕（状态为 TERMINATED），当从 while 循环退出时就表明线程池已经完全终止了。
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