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線程池在創建的時候啟動一定數量的線程，這些線程所做的事情就是不斷從任務隊列中獲取任務來執行，當已啟動的線程全部並行執行任務，即所有已有線程都處於繁忙狀態，且任務隊列滿了的時候，管理線程可以再啟動一些新的線程來執行任務，已啟動的線程數不能超過線程池設置的總大小，當繁忙態線程低於一定比例時，可以考慮釋放掉一部分線程，但最少會有多少的線程會一直存在，這個多少的值可以在啟動線程池時設置。所以有了線程池就不用一直啟動再釋放線程，同時可以讓少於任務數個的線程來服務比較多的任務，比如線程池大小為16，任務數為50，這時線程池會先取16個任務執行，此時再來新的任務會被存到任務隊列中，相當於一個緩存池的作用，可以看出用16個線程就可以服務50多個任務了。
這裡面的任務隊列會被線程池裡面的線程讀取，看是否有任務存在，所以任務隊列對於線程池來說是一種臨界資源，訪問的時候就要加鎖了。
線程是怎麼判斷任務隊列是否有任務到來呢？如果用while迴圈判斷任務隊列的大小，就會造成cpu的浪費，所以這裡一般用條件變數來實現，條件變數要結合互斥鎖使用，wait之前上鎖，wait時自動解鎖，被喚醒後如果條件滿足會繼續持有鎖，這裡wait用來等待信號，比如有新的任務到來時可以發起一個信號，wait時會進入阻塞狀態，不會消耗cpu，被喚醒後再檢查條件，如果確實有任務了，線程就可以取任務進行執行了，這裡取任務是在上面的互斥鎖保護下進行的，所以不會有多取的情況。
這裡線程池的線程從任務隊列裡面消費任務，而用戶則可以向任務隊列裡面生產任務，這就是一個生產者消費者模型，java裡面一般將這個任務隊列設計成阻塞隊列，沒有任務但是線程去取的時候就會阻塞，如果阻塞隊列還是有大小限制的，如是用數組實現的，則隊列滿了的時候用戶就阻塞了，放不進去任務，當然可以設計成別的策略，如直接拋棄想要加進去的任務，這樣線程池和阻塞任務隊列隔離實現了，不再耦合在一起，也就是將條件變數的wait和signal放在任務隊列裡面去實現。
一個項目裡面可以使用多個線程池，一個線程池對應一個任務隊列，比如io密集型的任務放在同一個線程池裡，cpu密集型的任務放在另外一個線程池裡，這樣即使io密集型的任務全部阻塞，也還可以有cpu密集型的任務得到運行，起到隔離的作用。
當任務的執行時間比較短，線程池對應的任務隊列裡面的條件變數互斥鎖就可能成為性能瓶頸，因為會有多線程高併發讀寫任務隊列，這個時候可以考慮用cas進行無鎖優化。另外任務隊列也可以進一步優化，加入任務優先順序的功能，優先順序高的任務優先得到取出，優先讓線程池裡面的線程處理。
本文作者： nephen
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