线程池概述
1.1 线程池概念
在处理大量并发任务的时候，如果按照传统的方式，来一个任务请求，创建一个线程来进行任务的处理，大量线程的创建和销毁，将消耗过多的系统资源，还增加了线程上下文（运行环境）切换的开销，而通过线程池技术就可以很好地解决这些问题。
线程池技术通过在系统中预先创建一定数量的线程，当任务请求到来时从线程池中分配一个预先创建的线程去处理任务，线程在处理完任务之后并不会销毁，而是把线程归还到线程池中，继续为后续的任务提供服务。
1.2 线程池的特点
1、线程复用：线程池会在内部维护一定数量的线程，并在需要时重复使用这些线程来执行任务，避免频繁地创建和销毁线程，从而提高性能和效率。
2、控制并发性：对于多核处理器，由于多线程被分配到多个处理器中，提高并行处理的效率。线程池可以控制并发执行的线程数量，通过设定线程池的大小来限制系统中同时执行的线程数量，避免资源的过度占用和线程竞争导致的性能下降。
3、任务排队：当线程池中的线程已经全部被占用时，新提交的任务会被放入一个任务队列中进行排队等待执行。排队机制可以根据具体线程池的实现，选择不同的队列类型，如有界队列或无界队列。
4、提高任务的响应速度，当任务到达时，不需要等待线程创建就能立即执行任务。
5、提供线程管理和监控：线程池提供了易于管理和监控线程的方式，可以设置线程的属性、监控线程的状态、统计任务执行情况等。
6、避免资源的过度消耗：线程池可以通过限制线程数量和排队机制来避免过度消耗资源。当系统负载过高时，线程池可以根据配置策略进行线程数量的自动调整，以保持系统的稳定性和性能。
7、提高任务执行的灵活性：线程池可以接受不同类型的任务，并对这些任务进行执行调度。它提供了一系列提交任务的方法，如execute()、submit()，同时还支持定时执行和周期性执行任务的能力。
1.3 按应用场景分类
1、FixedThreadPool:
固定线程池：线程池中的线程数量固定，这些线程会一直存在，不会随任务的增加或减少而动态调整，超出的任务会在队列中等待。
使用场景：任务量比较固定但耗时较长的任务。
2、CachedThreadPool:
缓存线程池：可根据需要创建新线程的线程池，如果新任务到达，但线程池中没有可用的线程，则创建一个新线程并添加到池中，如果有被使用完但是还没销毁的线程，就复用该线程。线程池中超过60s未使用的线程，将会被移除和销毁。
使用场景：任务量大但耗时少的任务。
3、WorkStealingPool:
工作窃取线程池：创建一个拥有多个任务队列（以便减少连接数）的线程池；
使用场景：会创建一个含有足够多线程的线程池，来维持相应的并行级别，它会通过工作窃取的方式，使得多核的CPU不会闲置，总会有活着的线程让CPU去运行。如果当前工作线程处理完自己本地任务队列中的任务时，就会去全局队列或其他工作线程的队列里面查找工作任务，帮助它们完成。利用Work Stealing，可以更好实现负载均衡。
4、ScheduledThreadPool:
计划线程池（定时线程池、调度线程池）
使用场景：定时以及周期性执行任务。
1.4 线程池模式
半同步/半异步模式又称为生产者消费者模式，是比较常见的实现方式，比较简单。分为同步层、队列层、异步层三层。同步层的主线程处理工作任务并存入工作队列，工作线程从同步队列取出任务进行处理，如果工作队列为空，则取不到任务的工作线程进入挂起状态。由于线程间有数据通信，因此不适用于大数据量交换的场合。
1.5 线程池实现的关键技术分析
线程池由三层组成：同步服务层、排队层和异步服务层，其中排队层居于核心地位，因为上层会将任务添加到排队层中，异步服务层同时也会取出任务，这里有一个同步的过程。在实现时，排队层就是一个同步队列，允许多个线程同时去添加或取出任务，并且要保证操作过程是安全的。
线程池有两个活动过程，一个是往同步队列中添加任务的过程，另一个是从同步队列中取出任务的过程。
从活动图中可以看到线程池的活动过程，一开始线程池会启动一定数量的线程，这些线程属于异步层，主要用来并行处理排队层中的任务，如果排队层中的任务数为空，则这些线程等待任务的到来，如果发现排队层中有任务了，线程池则会从等待的这些线程中唤醒一个来处理新任务。
同步服务层则会不断地将新的任务添加到同步排队中，有可能上层的任务非常多，而任务又是非常耗时的，这时，异步层中的线程处理不过来，则同步排队层中的任务会不断增加，如果同步排队层不加上限控制，则可能会导致排队层中的任务过多，内存暴涨的问题。因此，排队层需要加上限的控制，当排队层中的任务数达到上限时，就不让上层的任务添加进来，起到限制和保护的作用。