一文读懂线程池的工作原理（故事白话文）

Posted 2021-06-13 ImportNew

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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。

什么是线程池？

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

风轻云淡的一天，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接单网站，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……一系列流程下来，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？难道又去网上找人吗？成立了线程池 IT 部门，还去找人（找线程干活），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，英文就叫 WorkQueue！

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，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）？”，小田螺建议。 “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）”，小田螺又建议。“你是不是傻？！请求少了，不是自断财路吗？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（假设名字叫 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），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？” 这里定义的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，不仅老板提了很多需求，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。像是丢弃需求任务、抛异常告诉老板别加需求了、丢弃需求池最老的需求任务、或者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 部门又可以正常运行了~

线程池的饱和策略事件，主要有四种类型：

• AbortPolicy：抛出一个异常，默认值；
• 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，即将某些任务退回给调用者。

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~

有兴趣的朋友，源码也可以看下哈~

if (command == null) { throw new NullPointerException();}
int c = ctl.get();// 判断当前活跃线程数是否小于corePoolSizeif (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：https://github.com/whx123/JavaHome

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