五、线程是如何获取任务的以及如何实现超时的
上一节我们说到，线程在执行完任务之后，会继续从getTask方法中获取任务，获取不到就会退出。接下来我们就来看一看getTask方法的实现。
getTask方法
getTask方法，前面就是线程池的一些状态的判断，这里有一行代码
boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
这行代码是判断，当前过来获取任务的线程是否可以超时退出。如果allowCoreThreadTimeOut设置为true或者线程池当前的线程数大于核心线程数，也就是corePoolSize，那么该获取任务的线程就可以超时退出。
那是怎么做到超时退出呢，就是这行核心代码
Runnable r = timed ? workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) : workQueue.take();
会根据是否允许超时来选择调用阻塞队列workQueue的poll方法或者take方法。如果允许超时，则会调用poll方法，传入keepAliveTime，也就是构造线程池时传入的空闲时间，这个方法的意思就是从队列中阻塞keepAliveTime时间来获取任务，获取不到就会返回null；如果不允许超时，就会调用take方法，这个方法会一直阻塞获取任务，直到从队列中获取到任务位置。从这里可以看到keepAliveTime是如何使用的了。
所以到这里应该就知道线程池中的线程为什么可以做到空闲一定时间就退出了吧。其实最主要的是利用了阻塞队列的poll方法的实现，这个方法可以指定超时时间，一旦线程达到了keepAliveTime还没有获取到任务，那么就会返回null，上一小节提到，getTask方法返回null，线程就会退出。
这里也有一个细节，就是判断当前获取任务的线程是否可以超时退出的时候，如果将allowCoreThreadTimeOut设置为true，那么所有线程走到这个timed都是true，那么所有的线程，包括核心线程都可以做到超时退出。如果你的线程池需要将核心线程超时退出，那么可以通过allowCoreThreadTimeOut方法将allowCoreThreadTimeOut变量设置为true。
整个getTask方法以及线程超时退出的机制如图所示
六、线程池的5种状态
线程池内部有5个常量来代表线程池的五种状态
- RUNNING：线程池创建时就是这个状态，能够接收新任务，以及对已添加的任务进行处理。
- SHUTDOWN：调用shutdown方法线程池就会转换成SHUTDOWN状态，此时线程池不再接收新任务，但能继续处理已添加的任务到队列中任务。
- STOP：调用shutdownNow方法线程池就会转换成STOP状态，不接收新任务，也不能继续处理已添加的任务到队列中任务，并且会尝试中断正在处理的任务的线程。
- TIDYING：SHUTDOWN 状态下，任务数为 0， 其他所有任务已终止，线程池会变为 TIDYING 状态。线程池在 SHUTDOWN 状态，任务队列为空且执行中任务为空，线程池会变为 TIDYING 状态。线程池在 STOP 状态，线程池中执行中任务为空时，线程池会变为 TIDYING 状态。
- TERMINATED：线程池彻底终止。线程池在 TIDYING 状态执行完 terminated() 方法就会转变为 TERMINATED 状态。
线程池状态具体是存在ctl成员变量中，ctl中不仅存储了线程池的状态还存储了当前线程池中线程数的大小
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
最后画个图来总结一下这5种状态的流转
其实，在线程池运行过程中，绝大多数操作执行前都得判断当前线程池处于哪种状态，再来决定是否继续执行该操作。
七、线程池的关闭
线程池提供了shutdown和shutdownNow两个方法来关闭线程池。
shutdown方法
就是将线程池的状态修改为SHUTDOWN，然后尝试打断空闲的线程（如何判断空闲，上面在说Worker继承AQS的时候说过），也就是在阻塞等待任务的线程。
shutdownNow方法
就是将线程池的状态修改为STOP，然后尝试打断所有的线程，从阻塞队列中移除剩余的任务，这也是为什么shutdownNow不能执行剩余任务的原因。
所以也可以看出shutdown方法和shutdownNow方法的主要区别就是，shutdown之后还能处理在队列中的任务，shutdownNow直接就将任务从队列中移除，线程池里的线程就不再处理了。
八、线程池的监控
在项目中使用线程池的时候，一般需要对线程池进行监控，方便出问题的时候进行查看。线程池本身提供了一些方法来获取线程池的运行状态。
- getCompletedTaskCount：已经执行完成的任务数量
- getLargestPoolSize：线程池里曾经创建过的最大的线程数量。这个主要是用来判断线程是否满过。
- getActiveCount：获取正在执行任务的线程数据
- getPoolSize：获取当前线程池中线程数量的大小
除了线程池提供的上述已经实现的方法，同时线程池也预留了很多扩展方法。比如在runWorker方法里面，在执行任务之前会回调beforeExecute方法，执行任务之后会回调afterExecute方法，而这些方法默认都是空实现，你可以自己继承ThreadPoolExecutor来扩展重写这些方法，来实现自己想要的功能。
九、Executors构建线程池以及问题分析
JDK内部提供了Executors这个工具类，来快速的创建线程池。
固定线程数量的线程池：核心线程数与最大线程数相等
单个线程数量的线程池
接近无限大线程数量的线程池
带定时调度功能的线程池
虽然JDK提供了快速创建线程池的方法，但是其实不推荐使用Executors来创建线程池，因为从上面构造线程池可以看出，newFixedThreadPool线程池，由于使用了LinkedBlockingQueue，队列的容量默认是无限大，实际使用中出现任务过多时会导致内存溢出；newCachedThreadPool线程池由于核心线程数无限大，当任务过多的时候，会导致创建大量的线程，可能机器负载过高，可能会导致服务宕机。
十、线程池的使用场景
在java程序中，其实经常需要用到多线程来处理一些业务，但是不建议单纯使用继承Thread或者实现Runnable接口的方式来创建线程，那样就会导致频繁创建及销毁线程，同时创建过多的线程也可能引发资源耗尽的风险。所以在这种情况下，使用线程池是一种更合理的选择，方便管理任务，实现了线程的重复利用。所以线程池一般适合那种需要异步或者多线程处理任务的场景。
十一、实际项目中如何合理的自定义线程池
通过上面分析提到，通过Executors这个工具类来创建的线程池其实都无法满足实际的使用场景，那么在实际的项目中，到底该如何构造线程池呢，该如何合理的设置参数？
1）线程数
线程数的设置主要取决于业务是IO密集型还是CPU密集型。
CPU密集型指的是任务主要使用来进行大量的计算，没有什么导致线程阻塞。一般这种场景的线程数设置为CPU核心数+1。
IO密集型：当执行任务需要大量的io，比如磁盘io，网络io，可能会存在大量的阻塞，所以在IO密集型任务中使用多线程可以大大地加速任务的处理。一般线程数设置为 2*CPU核心数
java中用来获取CPU核心数的方法是：
Runtime.getRuntime().availableProcessors();
2）线程工厂
一般建议自定义线程工厂，构建线程的时候设置线程的名称，这样就在查日志的时候就方便知道是哪个线程执行的代码。
3）有界队列
一般需要设置有界队列的大小，比如LinkedBlockingQueue在构造的时候就可以传入参数，来限制队列中任务数据的大小，这样就不会因为无限往队列中扔任务导致系统的oom。
