java线程（5）——线程池（上）

       引入：

       在之前的例子中，我们需要使用线程时就直接去创建一个线程，这样既不浪费资源又十分方便。但如果我们需要创建多个并发的线程，而且短时间执行就结束了，如果还用之前的方式，就会大大降低效率和性能了。

      因此就引入了线程池。

      在java线程池中，涉及到的有Executors、Executor、ExecutorService等，Executor接口表示线程池，ExecutorService负责管理线程池，Executors负责创建生成ExecutorService的实例，提供了线程池的简单实现。他们相互之间的关系如下：



1、Executor

public interface Executor {
void execute(Runnable command);
}

       在上面的例子中，我们就调用了execute()方法。execute()方法用来执行Runnable类型的任务，它的子接口是ExecutorService。

       ExecutorService负责管理线程池，提供了包括关闭、提交等一系列的操作。

public interface ExecutorService extends Executor {

void shutdown();

List<Runnable> shutdownNow();

boolean isShutdown();

boolean isTerminated();

//提交
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);

<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

Future<?> submit(Runnable task);

......

}

2、Executors

       Executors类负责生成各种类型的线程池的实例，但主要有三种：固定线程池、可变和单任务线程池。其他详细的方法可参见下面：

public class Executors {

//1、固定大小线程池
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

//2、可变尺寸线程池
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}

//3、单任务线程池
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

//4、延迟连接池
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

//5、单任务延迟连接池
public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
return new DelegatedScheduledExecutorService
(new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}
}

我们先通过简单的例子看一下这三种线程池的不同。

1）固定线程池

public static void main(String[] args) {
// 固定线程池：创建一个线程池，有三个线程
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
final int task = i;
threadPool.execute(new Runnable() {

@Override
public void run() {

try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "====="  + "for task of" + task);

}
});
}
System.out.println("all task have committed");

}

执行结果：



2）缓存（不固定）线程池

ExecutorService threadPool=Executors.newCachedThreadPool();

修改一行代码，创建缓存可变长的线程池。执行结果为



3）单任务线程池

ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

在该线程池中只有一个线程执行。虽然看起来跟单线程没什么区别，但他的优点是，有替补线程可以随时补上。如果该单线程出现问题，立马就会有一个线程继续执行，安全性大大提高。执行结果如下：



4）延迟连接池

// 启动定时器
Executors.newScheduledThreadPool(3).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

@Override
public void run() {

System.out.println("booming__________"
+ getTime());

}
}, 3, 2, TimeUnit.SECONDS);

其中scheduleAtFixedRate方法参数：

ScheduledFuture<?> java.util.concurrent.ScheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)

时间单位为秒，初始延迟为3秒，每隔2秒执行一次。执行结果为：



使用： 

      1）直接使用Executors

      上面的例子都是直接通过调用Executors中的静态方法实现创建线程池的，很容易理解。

      再看一下具体是如何创建线程池的，以其中一种为例：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

在ThreadPoolExecutor中，需要传入参数Executors.defaultThreadFactory()，他是默认的线程工厂。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}

DefaultThreadFactory依旧在Executors类中。

/**
* The default thread factory默认线程工厂
*/
static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
//线程组
private final ThreadGroup group;
private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
private final String namePrefix;

//构造方法
DefaultThreadFactory() {
SecurityManager s = System.getSecurityManager();
group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
Thread.currentThread().getThreadGroup();

//拼接线程名称：如"pool-1-thread-1"
namePrefix = "pool-" +
poolNumber.getAndIncrement() +
"-thread-";
}
//重写newThread方法
public Thread newThread(Runnable r) {
Thread t = new Thread(group, r,
namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
0);
//如果是守护进程，置为false
if (t.isDaemon())
t.setDaemon(false);
//设置默认优先级
if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
return t;
}
}

在创建线程池之后，返回的threadpool只有部分参数信息，包括最大线程数、线程名称等，此时只有main主线程。



当执行threadPool.execute()时，会调用上述的默认线程工厂中的newThread方法，创建线程。

       2）直接使用ThreadPoolExecutor类创建

       这种方式并不推荐使用，因为对于开发者来说比较困难，也不好管理和维护。但这种方式可以做到对线程池更细致更自由化的控制。

       这块内容是线程创建的核心，我们下篇继续介绍。