Thread & ExecutorService & ThreadPoolExecutor 总览

ExecutorService

类方法

1. shutdown
   允许已经提交的任务（尚未开始执行和已经开始执行的）继续执行
2. shutdownNow
   尚未开始执行的任务不再执行，同时尝试终止正在执行的任务

3. 无论是shutdown 还是shutdownNow，两个的执行都会阻止新的任务提交

4. 一个ExecutorService一旦termination，表明没有正在执行的任务，没有等待执行的任务，也不会有新的任务可以被提交。

5. 如果一个ExecutorService不再使用，应该调用shutdown方法来回收资源。

6. submit方法（三个重载方法）

   返回的Future对象可以用来取消任务和等待任务执行完成

7. invokeAny和invokeAll方法

   用户批量执行任务，
   invokeAny：会阻塞当前线程，直到某个任务完成。并返回这个任务相关的Future对象
   invokeAll：会阻塞当前线程，直到所有任务完成。

8. 两阶段shutdown

   1. 先执行shutdown方法
   2. 调用awaitTermination方法
   3. 再调用shutdownNow方法

   void shutdownAndAwaitTermination(ExecutorService pool) {
      pool.shutdown(); // Disable new tasks from being submitted
      try {
        // Wait a while for existing tasks to terminate
        if (!pool.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
          pool.shutdownNow(); // Cancel currently executing tasks
          // Wait a while for tasks to respond to being cancelled
          if (!pool.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS))
              System.err.println("Pool did not terminate");
        }
      } catch (InterruptedException ie) {
        // (Re-)Cancel if current thread also interrupted
        pool.shutdownNow();
        // Preserve interrupt status
        Thread.currentThread().interrupt();
      }
   }

9. isShutdown和isTerminated分别对应于两个状态：关闭状态，终结状态

Thread

1. interrupt方法
   如果执行a.interrupt方法后，如果a线程（注意是a线程，不是调用线程）抛出了InterruptedException异常，那么a的中断状态会被清除。如果不是抛出InterruptedException异常，那么a的中断状态都会被设置。
2. interrupted方法
   执行a.interrupted方法会返回a线程的中断状态，同时会清除a线程的中断状态
3. isInterrupted方法
   执行a.interrupted方法会返回a线程的中断状态，不会清除a线程的中断状态

ThreadPoolExecutor

1. core pool size 及 max pool size

   一个新的任务提交哪些情况下回创建新的线程：
       1. 已创建的的线程数小于corePoolSize（即便有线程是空闲的）
       2. 已创建的线程数大于corePoolSize小于maxPoolSize，同时任务队列已经满的情况下，也会创建新的线程
   
   可以动态改变这两个的值：setCorePoolSize  以及 setMaximumPoolSize
   
   如果corePoolSize==maxinumPoolSize，那么则创建了一个固定大小的线程池

2. keep alive time

   如果已创建的线程大于了corePoolSize，并且如果有线程的空闲时间大于了keepAliveTime，那么这些线程会被kill掉直到剩下corePoolSize个线程。
   
   可以动态设置：setKeepAliveTime方法
   
   默认情况下keep-alive策略只会针对已创建线程数大于corePoolSize的情况下
   
   可以通过执行allowCoreThreadTimeOut(boolean)让keep-alive策略应用在已创建线程数小于corePoolSize的情况下。

3. BlockingQueue

   1. 如果已创建线程数小于corePoolSize，那么会创建新的线程来执行当前提交的任务，而不是进入阻塞队列
   2. 如果已创建线程数大于等于corePoolSize,会尝试先进入阻塞队列，如果进入失败（其实就是队列已满），则会在maxPoolSize条件下创建新的线程来执行当前提交的任务。如果不满足maxPoolSize条件，那么就会执行 拒绝执行策略（默认的拒绝执行策略见下）

   3. 通常有三种入队列策略

      1. 直接传递给线程（Direct handoffs）

         比如：SychronousQueue
         
         感觉可以理解为这个入队列会总是失败，就相当于没有这个队列一样。这样就能在maxPoolSize条件下尽可能快的创建（或选择空闲的线程）来执行新提交的任务。
         
         如果提交的任务有互相的依赖性，可以考虑使用这种队列。
         
         public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
             return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                           60L, TimeUnit.SECONDS,
                                           new SynchronousQueue<Runnable>());
         }

      2. 无界队列（Unbounded Queue）

         比如：LinkedBlockingQueue
         
         可以理解为如果有任务需要入队列，那么总会入队成功。
         因此按照创建新线程的条件，理论上不会有超过corePoolSize个数的线程。也就是说理论上线程数最多为corePoolSize，因此maxPoolSize的设置也就显得没有意义了。
         
         如果提交的任务互相间没有依赖性，可以考虑使用这种队列

      3. 有界队列（Bounded Queue）

         比如：ArrayBlockingQueue
         
         如果使用有限个maxPoolSize,那么使用这种队列可以防止资源的耗尽。
         
         使用长队列和小的线程池，可以降低CPU使用率，降低系统资源的消耗，以及降低线程上下文切换的消耗，但是会导致低吞吐量。如果任务频繁的阻塞，系统可能会创建比允许的线程数多的线程。
         
         使用短队列和大的线程池，可以提高CPU使用率，但也有可能导致吞吐量下降。

4. 拒绝执行策略（我自己的叫法，实际上就是 RejectedExceptionHandler ）

   

   1. ThreadPoolExecutor.AbortPolicy
      抛出RejectedExecutionException异常

      public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
          throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
                                               " rejected from " +
                                               e.toString());
      }

   2. ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy
      在调用线程上执行（哪个线程提交的任务就哪个线程执行）

      public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
          if (!e.isShutdown()) {
              r.run();
          }
      }

5. ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy
   直接放弃

   ```
   public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
   }
   ```
   

   1. ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy
      放弃当前队列中第一个任务

      public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
          if (!e.isShutdown()) {
              e.getQueue().poll();
              e.execute(r);
          }
      }

6. Finalization

   一个在程序中不再被引用的线程池如果同时没有剩余的线程，那么这个线程池会被自动的shutdown.
   
   因此如果你想即便在忘记执行shutdown方法的时候仍能正常关闭线程池，那么建议设置一个有限的keepAliveTime（针对大于线程数大于corePoolSize的那些线程），同时也执行下 allowCoreThreadTimeOut(boolean) . 

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