小伙子，你懂線程池的創建嗎？

為什麼阿裡巴巴要禁用Executors創建線程池？看阿裡巴巴開發手冊併發編程這塊有一條：線程池不允許使用Executors去創建，而是通過ThreadPoolExecutor的方式，通過源碼分析禁用的原因一、線程池的定義管理一組工作線程。通過線程池復用線程有以下幾點優點：減少資源創建 ⇒ 減少 ...

為什麼阿裡巴巴要禁用Executors創建線程池？看阿裡巴巴開發手冊併發編程這塊有一條：線程池不允許使用Executors去創建，而是通過ThreadPoolExecutor的方式，通過源碼分析禁用的原因

一、線程池的定義

管理一組工作線程。通過線程池復用線程有以下幾點優點：

減少資源創建 => 減少記憶體開銷，創建線程占用記憶體
降低系統開銷 => 創建線程需要時間，會延遲處理的請求
提高穩定穩定性 => 避免無限創建線程引起的OutOfMemoryError【簡稱OOM】

二、 Executors創建線程池的方式

根據返回的對象類型創建線程池可以分為三類：

創建返回ThreadPoolExecutor對象
創建返回ScheduleThreadPoolExecutor對象
創建返回ForkJoinPool對象

三、ThreadPoolExecutor對象

因為這些創建線程池的靜態方法都是返回ThreadPoolExecutor對象，和我們手動創建ThreadPoolExecutor對象的區別就是我們不需要自己傳構造函數的參數。ThreadPoolExecutor的構造函數共有四個，但最終調用的都是同一個：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler)

構造函數參數說明：

corePoolSize => 線程池核心線程數量
maximumPoolSize => 線程池最大數量
keepAliveTime => 空閑線程存活時間
unit => 時間單位
workQueue => 線程池所使用的緩衝隊列
threadFactory => 線程池創建線程使用的工廠
handler => 線程池對拒絕任務的處理策略

四、線程池執行任務邏輯和線程池參數的關係

執行邏輯說明：

判斷核心線程數是否已滿，核心線程數大小和corePoolSize參數有關，未滿則創建線程執行任務
若核心線程池已滿，判斷隊列是否滿，隊列是否滿和workQueue參數有關，若未滿則加入隊列中
若隊列已滿，判斷線程池是否已滿，線程池是否已滿和maximumPoolSize參數有關，若未滿創建線程執行任務
若線程池已滿，則採用拒絕策略處理無法執執行的任務，拒絕策略和handler參數有關

五、Executors創建返回ThreadPoolExecutor對象

Executors創建返回ThreadPoolExecutor對象的方法共有三種：

Executors#newCachedThreadPool => 創建可緩存的線程池
Executors#newSingleThreadExecutor => 創建單線程的線程池
Executors#newFixedThreadPool => 創建固定長度的線程池

5.1Executors#newCachedThreadPool方法

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

CachedThreadPool是一個根據需要創建新線程的線程池
corePoolSize => 0，核心線程池的數量為0
maximumPoolSize => Integer.MAX_VALUE，線程池最大數量為Integer.MAX_VALUE，可以認為可以無限創建線程
keepAliveTime => 60L
unit => 秒
workQueue => SynchronousQueue

當一個任務提交時，corePoolSize為0不創建核心線程，SynchronousQueue是一個不存儲元素的隊列，可以理解為隊里永遠是滿的，因此最終會創建非核心線程來執行任務。對於非核心線程空閑60s時將被回收。**因為Integer.MAX_VALUE非常大，可以認為是可以無限創建線程的，在資源有限的情況下容易引起OOM異常

5.2 Executors#newSingleThreadExecutor方法

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

SingleThreadExecutor是單線程線程池，只有一個核心線程

corePoolSize => 1，核心線程池的數量為1
maximumPoolSize => 1，線程池最大數量為1，即最多只可以創建一個線程，唯一的線程就是核心線程
keepAliveTime => 0L
unit => 毫秒
workQueue => LinkedBlockingQueue

當一個任務提交時，首先會創建一個核心線程來執行任務，如果超過核心線程的數量，將會放入隊列中，因為LinkedBlockingQueue是長度為Integer.MAX_VALUE的隊列，可以認為是無界隊列，因此往隊列中可以插入無限多的任務，在資源有限的時候容易引起OOM異常，同時因為無界隊列，maximumPoolSize和keepAliveTime參數將無效，壓根就不會創建非核心線程

5.3 Executors#newFixedThreadPool方法

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

FixedThreadPool是固定核心線程的線程池，固定核心線程數由用戶傳入

corePoolSize => nThreads，核心線程池的數量為1
maximumPoolSize => nThreads，線程池最大數量為nThreads，即最多只可以創建nThreads個線程
keepAliveTime => 0L
unit => 毫秒
workQueue> LinkedBlockingQueue 它和SingleThreadExecutor類似，唯一的區別就是核心線程數不同，並且由於**使用的是LinkedBlockingQueue，在資源有限的時候容易引起OOM異常

六、三種方式總結

FixedThreadPool和SingleThreadExecutor => 允許的請求隊列長度為Integer.MAX_VALUE，可能會堆積大量的請求，從而引起OOM異常
CachedThreadPool => 允許創建的線程數為Integer.MAX_VALUE，可能會創建大量的線程，從而引起OOM異常

七、OOM異常測試

public class TaskTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
        int i = 0;
        while (true) {
            es.submit(new Task(i++));
        }
    }
}

使用Executors創建的CachedThreadPool，往線程池中無限添加線程在啟動測試類之前先將JVM記憶體調整小一點，不然很容易將電腦跑出問題，在idea里：Run -> Edit Configurations

創建到3w多個線程的時候開始報OOM錯誤
另外兩個線程池就不做測試了，測試方法一致，只是創建的線程池不一樣

八、如何定義線程池參數

CPU密集型 => 線程池的大小推薦為CPU數量 + 1，CPU數量可以根據Runtime.availableProcessors方法獲取
IO密集型 => CPU數量 * CPU利用率 * (1 + 線程等待時間/線程CPU時間)
混合型 => 將任務分為CPU密集型和IO密集型，然後分別使用不同的線程池去處理，從而使每個線程池可以根據各自的工作負載來調整
阻塞隊列 => 推薦使用有界隊列，有界隊列有助於避免資源耗盡的情況發生
拒絕策略 => 預設採用的是AbortPolicy拒絕策略，直接在程式中拋出 RejectedExecutionException 異常【因為是運行時異常，不強制catch】，這種處理方式不夠優雅。處理拒絕策略有以下幾種比較推薦：
- 在程式中捕獲RejectedExecutionException異常，在捕獲異常中對任務進行處理。針對預設拒絕策略
- 使用CallerRunsPolicy拒絕策略，該策略會將任務交給調用execute的線程執行【一般為主線程】，此時主線程將在一段時間內不能提交任何任務，從而使工作線程處理正在執行的任務。此時提交的線程將被保存在TCP隊列中，TCP隊列滿將會影響客戶端，這是一種平緩的性能降低
- 自定義拒絕策略，只需要實現RejectedExecutionHandler介面即可
- 如果任務不是特別重要，使用DiscardPolicy和DiscardOldestPolicy拒絕策略將任務丟棄也是可以的

如果使用Executors的靜態方法創建ThreadPoolExecutor對象，可以通過使用Semaphore對任務的執行進行限流也可以避免出現OOM異常

九、如何正確的創建線程池

9.1 ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService executorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(1,
	new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("example-schedule-pool-%d").daemon(true).build()
);

executorService.execute(() -> System.out.println("run"));

9.2 new ThreadFactoryBuilder()

ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("demo-pool-%d").build();

ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(
		5, 200, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
		new LinkedBlockingQueue<>(1024), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);
executor.submit(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "run"));
executor.shutdown();

9.3 ThreadPoolTaskExecutor xml方式

https://juejin.im/post/5dc41c165188257bad4d9e69

https://my.oschina.net/u/4440046/blog/3190998

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