关于java中的线程和线程池的一点总结

1. 在java中我们如果想要监视应用程序对于计算机资源的使用情况，我们可以调用jdk自带的工具jconsole。具体使用方法：首先运行java程序，并保证java程序在jconsole程序运行之前一直处于运行状态（所以这个程序一般用于监视那些运行时间比较长的java程序，因为这样的程序对于计算机资源的使用情况才具有参考意义）；然后在命令行中间输入jconsole指令启动监视程序（如果没有准确地配置环境变量，还可以在jdk所在的文件夹下的bin文件夹中找到jconsole.exe。启动它），这个时候就会看见如下的图形界面：



如果我们有java程序在运行的话，在Local Processes下面就会有运行的java程序显示出来，双击这个程序就可以进入到监视界面了。在监视界面中我们可以监视程序对于cpu，内存这些资源的使用情况，同时我们还可以看到程序中线程的情况（这点对于调试多线程的程序而言是很有效的）。

2. 在java中我们难道只有两种创建线程的方法吗？几乎所有的教科书都告诉我们在java中我们只有两种创建线程的方法（通过Thread类或者Runnable接口，其实这两种方法严格上来说就是一种，都是通过Runnable接口来指定线程的运行任务，从而来创建线程的，因为Thread类也是实现了Runnable接口的，这个类的存在只是为了简化我们创建线程的方法而已）。但是我的一个朋友曾经面试一个公司的时候，被问到了第三种创建线程的方法（当然他是知道的，所以回答上来了）。什么？是的，你没有听错，java中确实是有第三种创建线程的方法——利用泛型接口Callable<E>。谈到这个接口我们就不得不谈到java中的线程池，就像我们谈到Runnable就不得不谈到Thread一样，而且他们的关系也是类似的：对于Callable<E>接口和java线程池而言，Callable<E>负责指定线程的执行任务，而线程池负责创建线程来执行这些任务，并且返回结果（这点就和Runnable接口不同的地方，因为Runnable接口的返回值是void，所以利用它创建的线程是没法返回一个值的。具体的讲解会在后面给出）；对于Runnable接口和Thread类而言，Runnable接口负责制定线程的执行任务，而Thread类负责创建和执行线程（一般是通过调用Thread类的start()）。最后，我要指出的一点就是Thread类由于值实现了Runnable接口，所以他只能和Runnable接口配合使用，而线程池是java中比较强大的机制，所以它既可以和Callable<E>接口配合使用也可以喝Runnable接口配合使用。这个听起来是不是很不公平？其实没有什么不公平的，看java的官方说明文档我们可以发现，Runnable和Thread自从JDK1.0（1996年发布）一来就存在了，而Callable<E>和java线程池是在JDK1.5（2004年发布）以后才引入的，他们前后相差了将近10年的时间，为了兼容性，我们只能放弃这个“公平”了（这个纯属我个人意见，欢迎吐槽）。

3. Callable<E>和Runnable接口的异同

接口名称	相同点	不同点
Runnable	都是为java创建的线程指定执行的代码（在官方的文档中被称为task）	接口中声明的方法是 void run()； 线程执行完task之后是不能有返回值的（如果需要返回值，只能通过类中的field来实现了，这也是Runnable的弊端，也是在jdk1.5中引入Callable<E>的原因）
Callable<E>	接口中声明的方法是： E call() throws Exception 这个方法是有返回值的，而且是泛型的，说明线程执行完之后是可以有返回值的。当然这个方法还抛出了一个异常，表示如果我们不能计算出返回值，就抛出一个异常。

PS：通过上的分类，我更愿意将java中线程的创建就归为两种（创建一个带返回值的线程（Callable<E>接口）和创建一个不带返回值的线程（Runnable接口））

4. Callable<E>的创建和使用。Callable<E>的创建可以通过以下三种方式：

（1）匿名内部类

（2）一个类实现Callable<E>然后再通过new关键字创建这个类的对象

（3）通过Executors类的静态工厂方法（static factory method）创建一个Callable<E>的实例（这个也是推荐的方法），这个方法里面有大量的称为callable的重载方法，这些方法都是静态方法，都可以用来创建对应的Callable<E>实例，其中有个方法是：

public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result)

这个方法可以将Runnable转换成Callable<E>。这个方法很有用。最后，需要指出的是，Executors这个类在java线程池的创建中占有很重要的地位，所以我们要牢记这个类。

5. java中的线程池（在java中用，线程池的顶级接口是Executor，一般我们使用的是它的次级接口ExecutorService，当然针对不同类型的线程池有不同的实现类，比如：ThreadPoolExecutor，但是ExecutorService这个接口是我们常用的）：

Java中主要有五种方式创建三大类线程池（其实严格来说其中的两种不能称为“池”，而且java中命名也没有将他们称为“pool”，因为他们里面只有一个线程在执行任务，但是为了方便，我也将他们归为“线程池”了）：

类别	说明	方法（以下的方法都是Executors这个类的静态方法，所以可以通过这个类直接调用）	使用（通过调用下面的方法可以将线程放入到对应的线程池中，线程池会在合适的时候执行该线程）
单线程的线程池	严格意义上来说并不算是“池”，因为它只有一个线程，而且java中的命名也没有称他是“pool”，由于它的创建方法和后面两种类似，所以归为这类。	ExecutorService newSingleThreadExecutor(); ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor();	ExecutorService类继承自Executor的execute方法或者自己的submit方法，前者只能接收Runnable对象，无返回值，后者可以接收Callable<E>和Runnable对象，且有返回值。 ScheduledExecutorService自己的一些带有schedule字样的方法
固定大小的线程池	在线程池中只允许同时执行固定数量的线程。推荐使用，因为它不会将计算机的资源用尽，但是对于那些很快就能执行完的任务，推荐用下面的线程池。	ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads); ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize);
无限大小的线程池	在线程池中运行同时执行无限数量（从一定程度上来说可以是无限）的线程。对于执行那些很快就能执行完的小任务推荐使用。	ExecutorService newCachedThreadPool();

PS：我最后简单说明一下“线程池”这个概念：线程池是为了更好的利用计算机资源，避免不必要的线程创建，更好的管理线程而引入的一种机制，在线程池中主要有两种方法borrow和return，borrow方法负责从线程池中取出现有的线程（如果没有，才创建新的线程）来执行“到来的任务”（比如HTTP请求），这样就避免了线程的创建（线程的创建是很麻烦的一个过程），提高了性能。return方法负责将执行完任务的线程归还给线程池，以便重复利用这个线程。所以我们可以简单的将线程池理解为一个十分牛逼的线程管理器。最后，普及一下操作系统的知识：java中的线程的创建和实现其实是依靠底层的操作系统的，所以不同的平台上，java的线程的创建和实现不一定相同，但是有一点是肯定的，JVM可以很好的根据计算机的CPU的个数（有的称为核心（core）的个数）和线程来创建线程，使它运行在不同的CPU上，实现真正的并行运行。

上面红色标出的“线程”和我们前面提到的线程是不同的，前面的线程是对于进程（process）而言的，而这里的线程是对于计算机体系结构中的流水线（pipeline）而言的。红色字标出的线程是一个称为超线程的技术，表示可以将一个CPU当成多个，一般是两个。比如我们听到的双核四线程的机子，虽然在逻辑上我们可以看成是四核的机子，但是性能并没有真正的四核的机子好，但是他比四核的机子省电，所以在苹果的笔记本电脑（macbook）上主要是用超线程的技术来模拟多核，而在其他的机子上则会采用真正的多个CPU来实现。