四种常见线程池的原理

newFixedThreadPool (固定数目线程的线程池)

newCachedThreadPool (可缓存线程的线程池)

newSingleThreadExecutor (单线程的线程池)

newScheduledThreadPool (定时及周期执行的线程池)

前三种线程池的构造直接调用ThreadPoolExecutor的构造方法。

newSingleThreadExecutor

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

线程池特点：

核心线程数：1

最大线程数：1

阻塞队列是无界队列LinkedBlockingQueue，可能会导致OOM

keepAliveTime：0

工作流程：

1、提交任务

2、线程池是否有一条线程在，如果没有，新建线程执行任务

3、如果有，将任务加到阻塞队列

4、当前的唯一线程，从队列取任务，执行完一个，再继续，一个线程执行任务

适用场景：

适用于串行执行任务的场景，一个任务一个任务地执行

newFixedThreadPool

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

线程池特点：

核心线程数和最大线程数大小一样；

没有所谓的非空闲时间，即keepAliveTime为0；

阻塞队列为无界队列LinkedBlockingQueue，可能会导致OOM；

工作流程：

1、提交任务；

2、如果线程数少于核心线程，创建核心线程执行任务；

3、如果线程数等于核心线程，把任务添加到LinkedBlockingQueue阻塞队列；

4、如果线程执行完任务，去阻塞队列取任务，继续执行。

适用场景：

FixedThreadPool适用于处理CPU密集型的任务，确保CPU在长期被工作线程使用的情况下，尽可能少的分配线程，即适用执行长期的任务。

newCachedThreadPool

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

线程池特点：

核心线程数为0；

最大线程数为Integer.MAX_VALUE，即无限大，可能会因为无线创建线程，导致OOM

阻塞队列是SynchronousQueue

非核心线程空闲存活时间为60s

当提交任务速度大于处理任务的速度时，每次提交一个任务，就必然会创建一个线程。

极端情况下会创建过多的线程，耗尽CPU和内存资源。由于空闲60秒的线程会被终止，长时间保持空闲的CachedThreadPool不会占用任何资源。

工作流程：

提交任务；

因为没有核心线程，所以任务会直接加到SynchronousQueue队列；

判断是否有空闲线程，如果有，就去取出任务执行；

如果没有空闲线程，就新建一个线程执行；

执行完任务的线程，还可以存活60s，如果在这期间接到任务，就可以继续活下去，否则被销毁。

适用场景：

用于并发执行大量短期的小任务。

newScheduleThreadPool

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
  super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS, new DelayedWorkQueue());
}

线程池特点：

最大线程数为Integer.MAX_VALUE，也有OOM风险

阻塞队列是DelayedWorkQueue

keepAliveTime为0

scheduleAtFixedRate（）：按某种速率周期执行

scheduleWithFixedDelay（）：在某个延迟后执行

工作机制：

线程从DelayQueue中获取已到期的ScheduledFutureTask（DelayQueue.take()）。到期任务是指ScheduledFutureTask的time大于等于当前时间。

线程执行这个ScheduleFutureTask

线程修改ScheduledFutureTask的time变量为下次将要被执行的时间

线程把这个修改time之后的ScheduledFutureTask放回DelayQueue中（DelayQueue.add()）。

使用场景：

周期性执行任务的场景，需要限制线程数量的场景。

使用无界队列的线程池会导致什么问题：

例如newFixedThreadPool使用了无界的阻塞队列LinkedBlockingQueue，如果线程获取一个任务后，任务的执行时间比较长，会导致队列的任务越积越多，导致机器内存使用不停飙升，最终导致OOM。