要说线程池就必须说一下核心线程数,最大线程数和阻塞队列之间的关系。

其中比较容易让人误解的是:corePoolSize,maximumPoolSize,workQueue之间关系。 


1.当线程池小于corePoolSize时,新提交任务将创建一个新线程执行任务,即使此时线程池中存在空闲线程。 
2.当线程池达到corePoolSize时,新提交任务将被放入workQueue中,等待线程池中任务调度执行 
3.当workQueue已满,且maximumPoolSize>corePoolSize时,新提交任务会创建新线程执行任务 
4.当提交任务数超过maximumPoolSize时,新提交任务由RejectedExecutionHandler处理 
5.当线程池中超过corePoolSize线程,空闲时间达到keepAliveTime时,关闭空闲线程 

6.当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时,线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭

以下是我在网上找到一张可以核心线程数,最大线程数和阻塞队列之间关系的图图一。


                                                                                                           图一

ThreadPoolExecutor中一个线程就是一个Worker对象,它与一个线程绑定,当Worker执行完毕就是线程执行完毕,这个在后面详细讨论线程池中线程的运行方式。而Worker带了锁,根据我后面准备写的读写锁的例子,发现线程池是线程安全的。看看图二的类图。




                                                                                         图二

由图三可以知道,当提交一个任务时,如果需要创建一个线程(何时需要在下一节中探讨)时,就调用线程工厂创建一个线程,同时将线程绑定到Worker工作队列中。需要说明的是,Worker队列构造的时候带着一个任务Runnable,因此Worker创建时总是绑定着一个待执行任务。换句话说,创建线程的前提是有必要创建线程(任务数已经超出了线程或者强制创建新的线程,至于为何强制创建新的线程后面章节会具体分析),不会无缘无故创建一堆空闲线程等着任务。这是节省资源的一种方式。

一旦线程池启动线程后(调用线程run())方法,那么线程工作队列Worker就从第1个任务开始执行(这时候发现构造Worker时传递一个任务的好处了),一旦第1个任务执行完毕,就从线程池的任务队列中取出下一个任务进行执行。循环如此,直到线程池被关闭或者任务抛出了一个RuntimeException。

由此可见,线程池的基本原理其实也很简单,无非预先启动一些线程,线程进入死循环状态,每次从任务队列中获取一个任务进行执行,直到线程池被关闭。如果某个线程因为执行某个任务发生异常而终止,那么重新创建一个新的线程而已。如此反复。

其实,线程池原理看起来简单,但是复杂的是各种策略,例如何时该启动一个线程,何时该终止、挂起、唤醒一个线程,任务队列的阻塞与超时,线程池的生命周期以及任务拒绝策略等等




                                                                                              图三


特此声明:以上图片大部分来自网络

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A simple C++11 Thread Pool implementation
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