java线程池原理浅析

问题与解决：

问题：

查询大数据量的时候，例如一次返回50w数据量的包，循环去查询发现读取会超时。

解决方案：

经过思考采用多线程去分页查询。使用线程池创建多个线程去查询分页后的数据最后汇总一下，解决了一次查询大量数据返回超时的问题。

一次查询现状：





多线程分页查询改造图：





效果：使用多线程去查询查询时间由原来的10s减少到现在的300ms。

线程池是什么？

线程池（Thread Pool）是一种基于池化思想管理线程的工具，经常出现在多线程服务器中，如MySQL，clickhouse等数据库。

线程池好处:

1.降低资源消耗：通过池化技术重复利用已创建的线程，降低线程创建和销毁造成的损耗。

2.提高响应速度：任务到达时，无需等待线程创建即可立即执行。

3.提高线程的可管理性：线程是稀缺资源，如果无限制创建，不仅会消耗系统资源，还会因为线程的不合理分布导致资源调度失衡，降低系统的稳定性。

4.使用线程池可以进行统一的分配、调优和监控。提供更多更强大的功能：线程池具备可拓展性，允许开发人员向其中增加更多的功能。比如延时定时线程池ScheduledThreadPoolExecutor，就允许任务延期执行或定期执行。

线程池解决的问题是什么：

1.频繁申请/销毁资源和调度资源，将带来额外的消耗，可能会非常巨大。

2.对资源无限申请缺少抑制手段，易引发系统资源耗尽的风险。

3.系统无法合理管理内部的资源分布，会降低系统的稳定性。

Java线程池参数解析:

Java 提供的线程池相关的工具类中，最核心的是 ThreadPoolExecutor，完备的构造函数如下：

ThreadPoolExecutor(
 int corePoolSize,
 int maximumPoolSize,
 long keepAliveTime,
 TimeUnit unit,
 BlockingQueue<Runnable> workQueue,
 ThreadFactory threadFactory,
 RejectedExecutionHandler handler) 

参数说明：

corePoolSize：线程池的核心线程数

备注： 默认情况下，线程池创建后的初始线程数为 0，当有任务到来就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到 corePoolSize，就会把到达的任务放到缓存队列当中。

maximumPoolSize：线程池的最大线程数

备注：* 核心线程忙不过来且任务存储队列满了的情况下，还有新任务进来的话就会继续开辟线程，但是也不是任意的开辟线程数量，线程数（包含核心线程）达到*maximumPoolSize后就不会产生新线程了，就会执行拒绝策略。

keepAliveTime： 当活跃线程数大于核心线程数时，空闲的多余线程最大存活时间

备注：默认情况下，当线程池中的线程数大于 corePoolSize 时，如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime，则该线程会终止，直到线程池中的线程数不超过 corePoolSize。但是如果调用了 allowCoreThreadTimeOut(true) 方法，此时就算线程池中的线程数不大于corePoolSize ，keepAliveTime 参数也会起作用，直到线程池中的线程数为 0。

unit：参数 keepAliveTime 的时间单位。

取值：

TimeUnit.DAYS;               //天
TimeUnit.HOURS;             //小时 
TimeUnit.MINUTES;           //分钟 
TimeUnit.SECONDS;           //秒
TimeUnit.MILLISECONDS;      //毫秒 
TimeUnit.MICROSECONDS;      //微妙
TimeUnit.NANOSECONDS;       //纳秒 

workQueue：任务阻塞队列，用来存储等待执行的任务。

备注：

核心线程数满了后还有任务继续提交到线程池的话，就先进入workQueue。

workQueue通常情况下有如下选择：

LinkedBlockingQueue：无界队列，意味着无限制，其实是有限制，大小是int的最大值。也可以自定义大小。

ArrayBlockingQueue：有界队列，可以自定义大小，到了阈值就开启新线程（不会超过maximumPoolSize）。

SynchronousQueue：Executors.newCachedThreadPool();默认使用的队列。也不算是个队列，他不没有存储元素的能力。

一般都采取LinkedBlockingQueue，因为他也可以设置大小，可以取代ArrayBlockingQueue有界队列。

threadFactory：用于创建新线程的线程工厂。

备注： 默认采用的是DefaultThreadFactory ，主要负责创建线程。 newThread() 方法。创建出来的线程都在同一个线程组且优先级也是一样的。

handler：拒绝策略，任务量超出线程池的配置限制或执行shutdown还在继续提交任务的话，会执行handler的逻辑。

备注：

如果线程池中所有的线程都在忙碌，并且工作队列也满了（前提是工作队列是有界队列），那么此时提交任务，线程池就会拒绝接收。拒绝策略可以通过 handler 参数来指定。

ThreadPoolExecutor 提供了以下4种拒绝策略：

CallerRunsPolicy：提交任务的线程自己去执行该任务。

AbortPolicy：默认的拒绝策略，会 throws RejectedExecutionException。

DiscardPolicy：直接丢弃任务，没有任何异常抛出。

DiscardOldestPolicy：丢弃最老的任务，就是把最早进入工作队列的任务丢弃，然后把新任务加入到工作队列。

线程池工作原理：







java提供的常用线程池：

1.newCachedThreadPool：用来创建一个可以无限扩大的线程池，适用于负载较轻的场景，执行短期异步任务。（可以使任务快速得到执行，因为任务时间执行短，可以很快结束，也不会造成cpu过度切换）

2.newFixedThreadPool：创建一个固定大小的线程池，因为采用无界的阻塞队列，所以实际线程数量永远不会变化，适用于负载较重的场景，对当前线程数量进行限制。（保证线程数可控，不会造成线程过多，导致系统负载更为严重）

3.newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池，适用于需要保证顺序执行各个任务。

4.newScheduledThreadPool：适用于执行延时或者周期性任务。