Java之线程池

假设一个服务器完成一项任务所需时间为：T1 创建线程时间，T2 在线程中执行任务的时间，T3 销毁线程时间。当T1 + T3 远大于 T2时，采用多线程技术可以显著减少处理器单元的闲置时间，增加处理器单元的吞吐能力。

线程池就是一个线程的容器，每次只执行额定数量的线程， 线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。采用线程池不仅调整T1,T3产生的时间段，而且它还显著减少了创建线程的数目。

为什么要用线程池:

1）减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务

2）可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)

Java1.5之后，Java 提供了自己的线程池ThreadPoolExecutor类。

ThreadPoolExecutor使用简介

线程池类为java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor，常用构造方法为：

public ThreadPoolExecutor(  
            int corePoolSize,  
            int maximumPoolSize,  
            long keepAliveTime,  
            TimeUnit unit,  
            BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
}

corePoolSize 指的是保留的线程池大小。

maximumPoolSize 指的是线程池的最大大小。

keepAliveTime 指的是空闲线程结束的超时时间。

unit 是一个枚举，表示 keepAliveTime 的单位。

workQueue 表示存放任务的队列。

一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池，任务就是一个 Runnable类型的对象，任务的执行方法就是 Runnable类型对象的run()方法。

线程池的工作过程如下：

1、线程池刚创建时，里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过，就算队列里面有任务，线程池也不会马上执行它们。

2、当调用 execute() 方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：

a. 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务；

b. 如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，那么将这个任务放入队列。

c. 如果这时候队列满了，而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize，那么还是要创建线程运行这个任务；

d. 如果队列满了，而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，那么线程池会抛出异常，告诉调用者“我不能再接受任务了”。

3、当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。

4、当一个线程无事可做，超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程池会判断，如果当前运行的线程数大于 corePoolSize，那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到 corePoolSize 的大小。

这样的过程说明，并不是先加入任务就一定会先执行。假设队列大小为10，corePoolSize为3，maximumPoolSize 为6，那么当加入 20 个任务时，执行的顺序就是这样的：首先执行任务 1、2、3，然后任务4~13被放入队列。这时候队列满了，任务 14、15、16 会被马上执行，而任务 17~20 则会抛出异常。最终顺序是：1、2、3、14、15、16、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13。

下面是一个线程池使用的例子：

public class TestThreadPool {  

    public static void main(String[] args) {  

        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 5,TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());  

         for (int i = 1; i <= 20; i++) {   

             threadPool.execute(new ThreadPoolTask());  

             //threadPool.shutdown();  
        }  
    }  
}
 

创建 ThreadPoolTask类：

public class ThreadPoolTask implements Runnable {  
    public void run() {  
        try {  
            System.out.println("开始执行任务：" + attachData);       
            Thread.sleep(100);  
        }
        catch(Exception e){  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}

1、BlockingQueue 只是一个接口，常用的实现类有 LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue。用 LinkedBlockingQueue 的好处在于没有大小限制。这样的话，因为队列不会满，所以 execute() 不会抛出异常，而线程池中运行的线程数也永远不会超过 corePoolSize 个，keepAliveTime 参数也就没有意义了。

2、shutdown() 方法不会阻塞。调用 shutdown() 方法之后，主线程就马上结束了，而线程池会继续运行直到所有任务执行完才会停止。如果不调用 shutdown() 方法，那么线程池会一直保持下去，以便随时添加新的任务。