引言

合理利用線程池能夠帶來(lái)三個(gè)好處。第一：降低資源消耗。通過(guò)重復(fù)利用已創(chuàng)建的線程降低線程創(chuàng)建和銷毀造成的消耗。第二：提高響應(yīng)速度。當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，任務(wù)可以不需要的等到線程創(chuàng)建就能立即執(zhí)行。第三：提高線程的可管理性。線程是稀缺資源，如果無(wú)限制的創(chuàng)建，不僅會(huì)消耗系統(tǒng)資源，還會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使用線程池可以進(jìn)行統(tǒng)一的分配，調(diào)優(yōu)和監(jiān)控。但是要做到合理的利用線程池，必須對(duì)其原理了如指掌。

線程池的使用

線程池的創(chuàng)建

創(chuàng)建一個(gè)線程池需要輸入幾個(gè)參數(shù)：

corePoolSize（線程池的基本大小）：當(dāng)提交一個(gè)任務(wù)到線程池時(shí)，線程池會(huì)創(chuàng)建一個(gè)線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，即使其他基本線程是空閑的，直到需要執(zhí)行的任務(wù)數(shù)大于線程池基本大小時(shí)就不再創(chuàng)建。如果調(diào)用了線程池的prestartAllCoreThreads方法，線程池會(huì)提前啟動(dòng)所有基本線程。

runnableTaskQueue（任務(wù)隊(duì)列）：用于保存等待執(zhí)行的任務(wù)的阻塞隊(duì)列。

可以選擇以下幾個(gè)阻塞隊(duì)列。

ArrayBlockingQueue：是一個(gè)基于數(shù)組結(jié)構(gòu)的有界阻塞隊(duì)列，此隊(duì)列按 FIFO（先進(jìn)先出）原則對(duì)元素進(jìn)行排序。

LinkedBlockingQueue：一個(gè)基于鏈表結(jié)構(gòu)的阻塞隊(duì)列，此隊(duì)列按FIFO （先進(jìn)先出）排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。靜態(tài)工廠方法Executors.newFixedThreadPool()使用了這個(gè)隊(duì)列。

SynchronousQueue：一個(gè)不存儲(chǔ)元素的阻塞隊(duì)列。每個(gè)插入操作必須等到另一個(gè)線程調(diào)用移除操作，否則插入操作一直處于阻塞狀態(tài)，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue，靜態(tài)工廠方法Executors.newCachedThreadPool使用了這個(gè)隊(duì)列。

PriorityBlockingQueue：一個(gè)具有優(yōu)先級(jí)得無(wú)限阻塞隊(duì)列。

maximumPoolSize（線程池最大大小）：線程池允許創(chuàng)建的最大線程數(shù)。如果隊(duì)列滿了，并且已創(chuàng)建的線程數(shù)小于最大線程數(shù)，則線程池會(huì)再創(chuàng)建新的線程執(zhí)行任務(wù)。值得注意的是如果使用了無(wú)界的任務(wù)隊(duì)列這個(gè)參數(shù)就沒(méi)什么效果。

ThreadFactory：用于設(shè)置創(chuàng)建線程的工廠，可以通過(guò)線程工廠給每個(gè)創(chuàng)建出來(lái)的線程設(shè)置更有意義的名字。

RejectedExecutionHandler（飽和策略）：當(dāng)隊(duì)列和線程池都滿了，說(shuō)明線程池處于飽和狀態(tài)，那么必須采取一種策略處理提交的新任務(wù)。這個(gè)策略默認(rèn)情況下是AbortPolicy，表示無(wú)法處理新任務(wù)時(shí)拋出異常。以下是JDK1.5提供的四種策略。

AbortPolicy：直接拋出異常。

CallerRunsPolicy：只用調(diào)用者所在線程來(lái)運(yùn)行任務(wù)。

DiscardOldestPolicy：丟棄隊(duì)列里最近的一個(gè)任務(wù)，并執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)。

DiscardPolicy：不處理，丟棄掉。

當(dāng)然也可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景需要來(lái)實(shí)現(xiàn)RejectedExecutionHandler接口自定義策略。如記錄日志或持久化不能處理的任務(wù)。

keepAliveTime（線程活動(dòng)保持時(shí)間）：線程池的工作線程空閑后，保持存活的時(shí)間。所以如果任務(wù)很多，并且每個(gè)任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間比較短，可以調(diào)大這個(gè)時(shí)間，提高線程的利用率。

TimeUnit（線程活動(dòng)保持時(shí)間的單位）：可選的單位有天（DAYS），小時(shí)（HOURS），分鐘（MINUTES），毫秒(MILLISECONDS)，微秒(MICROSECONDS,千分之一毫秒)和毫微秒(NANOSECONDS,千分之一微秒)。

線程池的分析

1. 首先線程池判斷基本線程池是否已滿？沒(méi)滿，創(chuàng)建一個(gè)工作線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)。滿了，則進(jìn)入下個(gè)流程。

2.?其次線程池判斷工作隊(duì)列是否已滿？沒(méi)滿，則將任務(wù)存儲(chǔ)在工作隊(duì)列里。滿了，則進(jìn)入下個(gè)流程。

3.?最后線程池判斷整個(gè)線程池是否已滿？沒(méi)滿，則創(chuàng)建一個(gè)新的工作線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，滿了，則交給飽和策略來(lái)處理這個(gè)任務(wù)。

合理的配置線程池

要想合理的配置線程池，就必須首先分析任務(wù)特性，可以從以下幾個(gè)角度來(lái)進(jìn)行分析：

1.?任務(wù)的性質(zhì)：CPU密集型任務(wù)，IO密集型任務(wù)和混合型任務(wù)。

2.?任務(wù)的優(yōu)先級(jí)：高，中和低。

3.?任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間：長(zhǎng)，中和短。

4.?任務(wù)的依賴性：是否依賴其他系統(tǒng)資源，如數(shù)據(jù)庫(kù)連接。

任務(wù)性質(zhì)不同的任務(wù)可以用不同規(guī)模的線程池分開處理。CPU密集型任務(wù)配置盡可能小的線程，如配置Ncpu 1個(gè)線程的線程池。IO密集型任務(wù)則由于線程并不是一直在執(zhí)行任務(wù)，則配置盡可能多的線程，如2*Ncpu。混合型的任務(wù)，如果可以拆分，則將其拆分成一個(gè)CPU密集型任務(wù)和一個(gè)IO密集型任務(wù)，只要這兩個(gè)任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間相差不是太大，那么分解后執(zhí)行的吞吐率要高于串行執(zhí)行的吞吐率，如果這兩個(gè)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間相差太大，則沒(méi)必要進(jìn)行分解。使用Runtime.getRuntime().availableProcessors()得到CPU的個(gè)數(shù)。

優(yōu)先級(jí)不同的任務(wù)可以使用優(yōu)先級(jí)隊(duì)列PriorityBlockingQueue來(lái)處理。它可以讓優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)先得到執(zhí)行，需要注意的是如果一直有優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)提交到隊(duì)列里，那么優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)可能永遠(yuǎn)不能執(zhí)行。

執(zhí)行時(shí)間不同的任務(wù)可以交給不同規(guī)模的線程池來(lái)處理，或者也可以使用優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，讓執(zhí)行時(shí)間短的任務(wù)先執(zhí)行。

依賴數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的任務(wù)，因?yàn)榫€程提交SQL后，需要等待數(shù)據(jù)庫(kù)返回結(jié)果，如果等待的時(shí)間越長(zhǎng)，CPU空閑時(shí)間就越長(zhǎng)，那么線程數(shù)應(yīng)該設(shè)置越大，這樣才能更好的利用CPU。

配置線程池有兩點(diǎn)建議：第一，使用變量(如CPU的個(gè)數(shù)，連接池的大小)來(lái)動(dòng)態(tài)配置線程池大小，這樣做可以增加線程池的可伸縮性，即當(dāng)CPU增加時(shí)，線程池的處理能力相應(yīng)增加。第二，使用有界隊(duì)列。