线程池的运行原理和使用案例

 在日常开发中，如果需要使用到多线程，最简单的方式是 new Thread，但是这种方式有很大弊端：

  1. 首先new Thread 是比较消耗系统性能的，性能比较差；
  2. 线程缺乏统一的管理，会无限制的创建新线程，相互之间竞争资源或者锁，可能占用过多的资源导致系统党纪或者OOM；
  3. 缺少必要的功能，比如定时执行，线程中断，设定最长时间等功能。

 相比于直接 new Thread，java提供了四种线程池，它的好处是：

  1. 可以重用存在的线程，见面少线程对象的创建、销毁等资源的开销，性能较好；
  2. 可以统一管理线程，提高系统资源利用率，避免线程之间竞争系统资源，避免阻塞；
  3. 可以提供定时执行、并发数控制，线程中断等能力。

 Java通过Executors提供了四种线程池，分别是：

  1. newCachedThreadPool 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
  2. newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
  3. newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
  4. newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

 但实际上，实际开发中是不允许使用上面4类线程池的，而是要求我们自定义线程池。下面我们就看下Java自带线程池的缺点。

  1. 像 newFixedThreadPool 和 SingleThreadPool 都是固定长度的线程池，一旦请求量增加，就会堆积大量的等待线程在阻塞队列，而阻塞队列的长度允许是 Integer.MAX_VALUE，很容易会造成内存溢出的问题。
  2. 像 newCachedThreadPool 和 newScheduledThreadPool 这2个线程池中允许创建的最大线程数量是 Integer.MAX_VALUE，一但请求数量增加，势必会创建大量线程，系统的性能降低，很容易出现宕机的情况。

 下面这个代码案例，是开发当中比较常用常用的一个线程池，其中核心线程数是服务器内核数的3倍，最大线程数是服务器内核数的4倍，默认的任务队列数是10000个。

public class ThreadPoolUtil {/*** 获取当前系统可用的处理器核的数量*/private static final int CORE_NUM = Runtime.getRuntime().availableProcessors();/*** 默认任务队列长度*/private static final int DEFAULT_TASK_QUEUE_SIZE = 10000;private ThreadPoolUtil() {}/*** 核心线程内核3倍，最大线程内核4倍，60等待超时销毁线程* 如果使用，线程数量需要考虑任务数量场景*/private static class ThreadPoolHolder {private static final ThreadPoolExecutor INSTANCE = new ThreadPoolExecutor(CORE_NUM * 3, CORE_NUM * 4,60, TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<>(DEFAULT_TASK_QUEUE_SIZE),new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("OrderDispatchThreadPool-%s").build(),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());}public static ThreadPoolExecutor getInstance() {return ThreadPoolHolder.INSTANCE;}public static Future async(Runnable task) {return getInstance().submit(task);}public static Future async(Callable task) {return getInstance().submit(task);}public static <P> Future async(Consumer<P> method, P param) {return getInstance().submit(() -> method.accept(param));}/*** 有两个参数但是无返回值的异步执行方法, 如void noStaticFoo(Long id,Entity entity)** @param method 要执行的方法，如 , user::noStaticFoo* @param param1 第一个入参值，如id* @param param2 第二个入参值，如entity* @param <P1>   第一个入参类型* @param <P2>   第二个入参类型* @return Future对象，用以判断是否执行结束*/public static <P1, P2> Future async(BiConsumer<P1, P2> method, P1 param1, P2 param2) {return getInstance().submit(() -> method.accept(param1, param2));}/*** 单个入参，有返回值的异步执行方法 , Entity noStaticFoo(Long id)** @param method 要执行的方法，如 , user::noStaticFoo* @param param  入参值，如 id* @param <P>    入参类型，如Long* @param <R>    返回值类型,如 Entity* @return Future对象，用以判断是否执行结束、获取返回结果*/public static <P, R> Future<R> async(Function<P, R> method, P param) {return getInstance().submit(() -> method.apply(param));}/*** 两个入参，有返回值的异步执行方法 , Entity noStaticFoo(Long id)** @param method 要执行的方法，如 , user::noStaticFoo* @param param1 第一个入参值，如id* @param param2 二个入参值，如entity* @param <P1>   第一个入参类型* @param <P2>   第二个入参类型* @param <R>    返回值类型,如 Entity* @return Future对象，用以判断是否执行结束、获取返回结果*/public static <P1, P2, R> Future<R> async(BiFunction<P1, P2, R> method, P1 param1, P2 param2) {return getInstance().submit(() -> method.apply(param1, param2));}
}

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