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# 线程池的实现原理
## 4种实现线程池的方式
有4种实现线程池的方式`newFixedThreadPool`、`newCachedThreadPoo`l、`newSingleThreadExecutor`、`newScheduledThreadPool`；
`newFixedThreadPool`：创建一个指定线程数的线程池，当corePoolSize == maximumPoolSize时，使用LinkedBlockingQuene作为阻塞队列，不过当线程池没有可执行任务时，也不会释放线程。
`newCachedThreadPool`：初始化一个可以缓存线程的线程池，使用SynchronousQueue作为阻塞队列，当线程的空闲时间超过keepAliveTime，会自动释放线程资源，
当提交新任务时，如果没有空闲线程，则创建新线程执行任务，会导致一定的系统开销；需控制并发任务数，否则会创建大量的线程
`newSingleThreadExecutor`：初始化的线程池中只有一个线程，如果该线程异常结束，会重新创建一个新的线程继续执行任务，唯一的线程可以保证所提交任务的顺序执行，内部使用LinkedBlockingQueue作为阻塞队列。
`newScheduledThreadPool`：初始化的线程池可以在指定的时间内周期性的执行所提交的任务，在实际的业务场景中可以使用该线程池定期的同步数据。
前三种实现方式 new TreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler);
corePoolSize:线程池中核心线程数；
maximumPoolSize：线程池中允许的最大线程数;
keepAliveTime:线程空闲时的存活时间，即当线程没有任务执行时，继续存活的时间;
TimeUnit: keepAliveTime的单位;
workQueue:阻塞队列，有四种结构的阻塞队列
（1）ArrayBlockingQueue：基于数组结构的有界阻塞队列，按FIFO排序任务；
（2）LinkedBlockingQuene：基于链表结构的阻塞队列，按FIFO排序任务，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQuene；
（3）SynchronousQuene：一个不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQuene；
（4）priorityBlockingQuene：具有优先级的无界阻塞队列；
## threadFactory：创建线程的工厂
handler：线程池的饱和策略，当阻塞队列满了，且没有空闲的工作线程，如果继续提交任务，必须采取一种策略处理该任务，线程池提供了4种策略，也可以自定义饱和策略，如记录日志或持久化存储不能处理的任务
（1）AbortPolicy：直接抛出异常，默认策略；
（2）CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务；
（3）DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列中靠最前的任务，并执行当前任务；
（4）DiscardPolicy：直接丢弃任务
任务提交：两种提交方式Executor.execute()、ExecutorService.submit()
`void Executor.execute()`:必须实现Runnable接口，没有返回值，无法判断任务是否执行成功;
`<T> Future<T> ExecutorService.submit()`:可以获取任务执行完的返回值。
## Executor.execute()线程池处理任务过程：
(1)获取线程池中当前线程池数量，如果当前线程池数量小于coolPoolSize，则创建新的线程执行任务；
(2)如果线程池处于running状态，并且提交的任务成功放到了阻塞队列中，则执行步骤（3），否则执行步骤（4）；
(3)再次检查线程池的状态，如果线程池状态不是running，并且成功将任务移除阻塞队列，则执行reject方法处理任务
(4)创建新的线程执行任务，如果执行失败，执行reject方法处理任务
## 线程池是怎样实现创建新线程并执行任务的：
(1)判断线程池的状态，如果线程池的状态值大于或等SHUTDOWN，则不处理提交的任务，直接返回；
(2)判断当前需要创建的线程是否是核心线程，如果是核心线程，且线程数小于coolPoolSize，则开始创建新线程；
(3)开始创建线程：线程池的工作线程通过Woker类实现，在ReentrantLock锁的保证下，把Woker实例插入到HashSet后，并调用start()方法启动Woker中的线程，执行runWorker方法。
(4)runWorker方法是线程池的核心:
a.通过unlock方法释放锁；
b.获取第一个任务firstTask，执行任务的run方法，不过在执行任务之前，会进行加锁操作，任务执行完会释放锁；
c.firstTask执行完成之后，通过getTask方法从阻塞队列中获取等待的任务，如果阻塞队列中没有任务，getTask方法会被阻塞并挂起，不会占用cpu资源；
d.当队列中有任务加入时，线程被唤醒，并返回任务去执行，如果在keepAliveTime时间内，阻塞队列还是没有任务，则返回null；
## ExecutorService.submit()线程池处理任务过程：
(1)在实际业务场景中，Future和Callable基本是成对出现的，Callable负责产生结果，Future负责获取结果
```
private ExecuteService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
public static void main(String[] args){
Future<String> future = executor.submit(new Task());
String result = future.get();
}
static class Task implements Callable<String>{
@override
public String call(){
return "success";
}
}
```
(2)Callable接口类似于Runnable，只是Runnable没有返回值。
(3)Callable任务除了返回正常结果之外，如果发生异常，该异常也会被返回，即Future可以拿到异步执行任务各种结果；
(4)Future.get方法会导致主线程阻塞，直到Callable任务执行完成；
