别让用户等太久，用线程池实现异步

如果采用同步的方法，用户会等很久才能等到系统的响应，这样的体验显然不好
于是，我们引入异步，即用户只需要提交任务就好，系统会另开一个新线程去处理这个任务

那么，怎么优雅的实现开新线程这个过程呢？我们会遇到以下问题：

• 任务队列的最大容量是多少呢？
• 怎么控制队列长度不超过最大容量呢？
• 程序如何葱任务队列中取出任务来执行呢？
• 任务队列的流程如何实现呢？
• 怎么保证程序最多同时执行多少个任务呢？
• 。。。。。。？

所以，我们要使用线程池

线程池（Thread Pool） 是一种并发编程中常用的技术，用于管理和重用线程。它由线程池管理器、工作队列和线程池线程组成。
线程池的基本概念是，在应用程序启动时创建一定数量的线程，并将它们保存在线程池中。当需要执行任务时，从线程池中获取一个空闲的线程，将任务分配给该线程执行。当任务执行完毕后，线程将返回到线程池，可以被其他任务复用。

为什么需要线程池？

• 线程的管理复杂 （何时新增线程？何时减少空闲线程？）
• 任务存取复杂 （何时接受任务？何时拒绝任务？怎么保证大家不会抢到同一个任务？）

线程池的优势

• 降低资源消耗：通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗
• 提高响应速度：当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行
• 提高线程的可管理性：线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。
• 实现消峰：当请求突然大量增多时，系统也能平稳运行（这并不是线程池的独占优势，阻塞队列、消息队列等亦能实现消峰）

线程池的创建与参数

大多数程序都有一个基本的默认线程池，但是当程序复杂后多种任务都混合在同一线程池种，且不够灵活。所以我们一般会手动去创建线程池。
怎么更好的理解线程池呢？
我们可以把线程池想象成一个公司，提交到线程池的任务即是工作，线程便是公司中的员工。
那么，我们在这个理解下，来看线程池的参数如何理解
线程池创建时的构造函数参数如下：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler)

其中每个参数的意思可以参考源码：

• corePoolSize：核心线程数，即会长期存在的线程数，也就是不会被开除的正式员工
• maximumPoolSize：最大线程数，当任务较多时，通过创建新的临时线程所能达到的最大线程数，也就是公司缺人时紧急招来的临时员工
• keepAliveTime, unit：二者共同组成临时线程的存活时间，当临时线程空闲超过这个时间后，会被销毁，也就是临时员工多久不干活就会被开除
• workQueue：存放任务的一个阻塞队列，也就是工作备忘录
• threadFactory：线程工程，可以定制线程属性（名称、优先级等），跟踪和监控线程
• handler：拒绝策略，默认当队列满时拒绝任务（也可以设置为重新排队等策略）

线程池的工作方式

想要知道各个参数该怎么设置，就得先知道线程池的工作方式，接下来我们将分几种情况来讨论：

• 刚开始，没有任何线程和任务
  接到新的任务（工作）后，线程池会创建一个新线程（招聘一个正式员工）来完成这个任务

• 线程数已达到 corePoolSize，即正式员工已经招满了
  新来的任务会被放进 workQueue 中，也就是在备忘录中记下这个任务

• workQueue 满了，即备忘录已经写满，不能再写了
  线程池会创建临时线程，也就是招聘临时工

• 线程数达到 maximumPoolSize，即员工总数也满了
  此时临时线程也不会再被创建，多的任务会按照拒绝策略 handler 处理，默认是直接拒绝

• 临时线程的空闲时间达到 keepAliveTime 后，线程会被消耗
  此时临时线程会被销毁，直到线程数达到 corePoolSize

设置合理的线程池参数

设计线程池参数时，需要考虑任务是 IO 密集型还是计算密集型

• 计算密集型
  吃CPU，比如音视频处理、图像处理、数学计算等
  一般将 corePoolSize 设置为 CPU 核心数加一，“加一”可以理解为一个备用线程，来处理其他任务。这样做可以充分利用每一个 CPU 核心，减少线程间的频繁切换，降低开销。
  maximumPoolSize 的设定没有严格的规则，一般可以设置为核心线程数的两倍到三倍。

• IO 密集型
  主要消耗带宽或内存硬盘的读写资源，对 CPU 的利用率不高，如查询数据库或等待网络消息传输
  这种情况下可以适当增大 corePoolSize 的值，因为 CPU 本来就是空闲的

提交任务

因为有了线程池的封装，所以提交任务就很简单了，如下：

CompletableFuture runAsync(Runnable runnable, Executor executor)

• runnable 是要执行的任务
• executor 是之前创建好的线程池，若不传入这个参数，则是使用系统默认的线程池