一文读懂线程池的工作原理

Myth丶恋晨 2023-10-14 14:06 55阅读 0赞

#### 前言 ####

本文以程序员做需求的例子，比喻线程池的工作过程。以故事白话的方式展开，跟大家阐述线程池工作原理，以方便大家更好理解线程池，谢谢阅读哈~

*  什么是线程池？
 *  什么是核心线程？
 *  什么是阻塞队列？
 *  什么是非核心线程？
 *  什么是空闲存活时间？
 *  什么是饱和策略？
 *  线程池工作原理流程图&源码概览

github地址，感谢每一颗Star

> [github.com/whx123/Java…][github.com_whx123_Java]

公众号:**Java斗帝**

#### 什么是线程池？ ####

**小田螺** 勤勤恳恳，任劳任怨，夜以继日地工作，终于有一天，他晋升为公司的主管，负责公司日常业务。

有一天，老板找到了小田螺，“我们公司员工越来越多了，我想搞个**员工管理系统**，你那边安排一下哈，要在一个月后完成。” 小田螺拍拍胸口没问题！

因为当前公司还没有程序员，所以小田螺快马加鞭打开**猪八戒网**，提交员工管理系统需求，等待不久，**开发者（名字，线程A）** 接单，谈好合同，开始开发，系统交付...一系列流程并且一个月过后，一个五脏俱全的员工管理系统终于完成了...老板对此大加赞赏~

过了不久，老板再次发话，“公司越来越多人迟到了，我们再搞个**考勤系统**吧!"小田螺接到任务，马上又开始上猪八戒网，提需求找人开发，这次来了**线程B接单**......

逝者如斯，月底了，老板又提出开发个薪酬系统需求...小田螺听了头皮发麻，one day day的，重复去网上找人开发！“为了节省成本，不如我们雇佣几个程序员(线程a,b,c)，成立自己的IT技术部门吧！我们就管IT部门叫**线程池**吧!”老板听了，一拍即合!!!

> 线程池就是管理线程的池子，当有任务要处理时，不用频繁创建新线程，而是从池子拿个线程出来处理。当任务执行完，线程并不会被销毁，而是在等待下一个任务。因此可以节省资源，提高响应速度。

#### 什么是核心线程？ ####

**线程池**IT部门成立后，雇佣了几个与公司有正式合同关系的员工a，b，c，**小田螺**管他们几个正式员工做**核心线程**。当老板提一个需求过来，小田螺就把需求分配给**手上没活干**的线程处理...

#### 什么是阻塞队列？ ####

一天早上，老板睡眼惺忪。来到公司后，一口气提了**四个需求**，a，b,c 按顺领完任务后，发现还剩余一个需求任务。这个怎么安排呢？难道又去**猪八戒兼职网**找人嘛？成立了**线程池IT部门**，还去找人（线程干活），会被人笑落大牙的！

聪明的小田螺想到一个好办法，我们可以搞个DPMS需求池，把还没分配的需求，放进待完成的DPMS需求池里面吧，等到a，b，c谁先干完活，再把这个任务领走。这个DPMS需求池，我们给它取名**阻塞队列**，英文名叫**WorkQueue**吧！

#### 什么是非核心线程？ ####

又在一个晴空万里的午后，老板喝了一杯咖啡，闲来没事，就跑去**阻塞队列**（DPMS需求池）看看，一看就傻帽了！！需求池堆积了几十个需求，排期都是满满的了。老板马上叫**小田螺进来办公室**，以商量如何处理这些需求任务。

“要不，我们雇佣多几个员工（搞多几个**核心线程**）？” “不行不行，公司财务**开销**有点大！”

“要不然，我们要求业务提少点任务需求？（**请求少点**）” “你是不是傻，请求少点，不是自断财路嘛？你回家想想办法先吧！！”老板放大了他的嗓门~

小田螺回家闭目让神，每天早早就睡觉，两耳不闻窗外事...终于有一天，在一个梦香里，他想到了一个好办法。

“老板，我们可以去别的公司（**外包公司**）雇佣几个员工（假设名字为d,e,f,g）一段时间，让它们来做**DPMS需求池（阻塞队列）** 里面的需求。等到做完需求，再派他们回去就好啦。” 老板一听就乐了，这个方案好，心里美滋滋：**需求的活有人干了，公司财务又省钱，两全其美呀**~ 这几个派遣来的外包员工（d,e,f,g），我们就把它叫做**非核心线程**吧。

#### 什么是空闲时间？ ####

自从来了d,e,f,g外包员工（**非核心线程**），老板长舒一口气，这么多活，终于有人干了。

但是呢，又有一天，到了7点所谓的下班时间，老板走出办公室，发现**线程池**IT部门的员工，都走得七七八八了。心里一怒：**这帮粉肠，怎么一到下班时间就跑，工作这么不饱和了**？他随手点进DPMS需求池，才发现，原来需求都被做完了。。。还有一堆外包同事（非核心线程）要发工资呢，这波亏大了~

第二天，小田螺被**秘密**叫进了老板办公室，既然DPMS需求池都已经没需求了。我们准备派外包同事（非核心线程）回去吧？但是呢一般，需求一没有，就马上让他们回去（**线程回收**），如果需求一下子又来，就有点hold不住了...

“要不酱紫，我们等需求池空的时候，隔个15天还是10天，再让外包同事（**非核心线程**）回去吧？” 这个定义的15天或者10天，就是**线程空闲存活时间**啦

#### 什么是饱和策略？ ####

在临近双11的时候，不仅老板提了良多需求，新来的运营小姐姐们，也提了好多好多的需求。新需求如源头活水，滚滚的来~

首先呢，**线程池**IT部门a，b，c三个正式员工（核心线程）都忙于处理需求（**请求**），接着，DPMS需求池（**阻塞队列**）也被挤满了，最后呢，连d,e,f,g外包同事（**非核心线程**）也忙得不可开交。

这时候，需求还是做不完，怎么办呢？双11赶着上线呢？小田螺愁眉苦脸，从**潮起愁到潮落**...

没办法了，只能动用**饱和策略**啦。比如**丢弃需求任务**？**抛异常，告诉老板别加需求了**？**丢弃需求池最老的需求任务**？还是**交给提需求的人自己处理**？

最后老板决定，**拒绝再提新的需求**，于是**线程池**IT部门还是正常运行~

> 线城池的饱和策略事件，主要有四种类型
> 
>  *  AbortPolicy(抛出一个异常，默认的)
>  *  DiscardPolicy(新提交的任务直接被抛弃)
>  *  DiscardOldestPolicy（丢弃队列里最老的任务，将当前这个任务继续提交给线程池）
>  *  CallerRunsPolicy（交给线程池调用所在的线程进行处理，即将某些任务回退到调用者)

#### 线程池工作原理流程图 & 源码概览 ####

故事讲完啦，再复习下线程池工作流程图吧~

![format_png][]

有兴趣的朋友，源码也看下吧~

if (command == null)
                throw new NullPointerException();
            int c = ctl.get();
            //判断当前活跃线程数是否小于corePoolSize
            if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
                //如果小于，则调用addWorker创建线程执行任务
                if (addWorker(command, true))
                    return;
                c = ctl.get();
            }
            //如果大于等于corePoolSize，则将任务添加到workQueue队列。
            if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
                int recheck = ctl.get();
                if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                    reject(command);
                else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                    addWorker(null, false);
            }
            //如果放入workQueue队列失败，则创建非核心线程执行任务    
            else if (!addWorker(command, false))
                //（如果这时创建线程失败(当前线程数大于等于maximumPoolSize时))
                调用reject拒绝接受任务
                reject(command);

[github.com_whx123_Java]: https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fgithub.com%2Fwhx123%2FJavaHome
[format_png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/0d470c297ac104bfb0406357951ba646.webp?x-oss-process=image/format,png