隨著計算機行業的飛速發展，摩爾定律逐漸失效，多核CPU成為主流。使用多線程并行計算逐漸成為開發人員提升服務器性能的基本武器。J.U.C提供的線程池：ThreadPoolExecutor類，幫助開發人員管理線程并方便地執行并行任務。了解并合理使用線程池，是一個開發人員必修的基本功。 ## 線程池是什么 線程池（Thread Pool）是一種基于池化思想管理線程的工具，經常出現在多線程服務器中，如MySQL。 線程過多會帶來額外的開銷，其中包括創建銷毀線程的開銷、調度線程的開銷等等，同時也降低了計算機的整體性能。線程池維護多個線程，等待監督管理者分配可并發執行的任務。這種做法，一方面避免了處理任務時創建銷毀線程開銷的代價，另一方面避免了線程數量膨脹導致的過分調度問題，保證了對內核的充分利用。 當然，使用線程池可以帶來一系列好處： - 降低資源消耗：通過池化技術重復利用已創建的線程，降低線程創建和銷毀造成的損耗。 - 提高響應速度：任務到達時，無需等待線程創建即可立即執行。 - 提高線程的可管理性：線程是稀缺資源，如果無限制創建，不僅會消耗系統資源，還會因為線程的不合理分布導致資源調度失衡，降低系統的穩定性。使用線程池可以進行統一的分配、調優和監控。 - 提供更多更強大的功能：線程池具備可拓展性，允許開發人員向其中增加更多的功能。比如延時定時線程池ScheduledThreadPoolExecutor，就允許任務延期執行或定期執行。 ## 線程池解決的問題是什么 線程池解決的核心問題就是資源管理問題。在并發環境下，系統不能夠確定在任意時刻中，有多少任務需要執行，有多少資源需要投入。這種不確定性將帶來以下若干問題： 1. 頻繁申請/銷毀資源和調度資源，將帶來額外的消耗，可能會非常巨大。 2. 對資源無限申請缺少抑制手段，易引發系統資源耗盡的風險。 3. 系統無法合理管理內部的資源分布，會降低系統的穩定性。 4. 為解決資源分配這個問題，線程池采用了“池化”（Pooling）思想。池化，顧名思義，是為了最大化收益并最小化風險，而將資源統一在一起管理的一種思想。 `Pooling is the grouping together of resources (assets, equipment, personnel, effort, etc.) for the purposes of maximizing advantage or minimizing risk to the users. The term is used in finance, computing and equipment management.——wikipedia` “池化”思想不僅僅能應用在計算機領域，在金融、設備、人員管理、工作管理等領域也有相關的應用。 在計算機領域中的表現為：統一管理IT資源，包括服務器、存儲、和網絡資源等等。通過共享資源，使用戶在低投入中獲益。除去線程池，還有其他比較典型的幾種使用策略包括： - 內存池(Memory Pooling)：預先申請內存，提升申請內存速度，減少內存碎片。 - 連接池(Connection Pooling)：預先申請數據庫連接，提升申請連接的速度，降低系統的開銷。 - 實例池(Object Pooling)：循環使用對象，減少資源在初始化和釋放時的昂貴損耗。 - 在了解完“是什么”和“為什么”之后，下面我們來一起深入一下線程池的內部實現原理。 ## 構建線程池基本原則： 1. 線程池任務獨立，避免出現互鎖場景，降低鎖復雜度 2. 對于執行較慢、數量不大的IO任務，需要優先擴大線程數，而不需要太大的任務隊列 3. 對于吞吐量較大的CPU密集型任務，線程數量不宜過多（常規的CPU核數或者核數*2），可用較長的隊列作為緩沖 4. 線程池監控：獨立的線程池名稱、有效的拒絕策略加日志