java 多线程（2）——线程池

一、线程池的使用背景：

网络请求通常有两种形式：

        第一种形式是请求不是很频繁，而且每次连接后会保持相当一段时间来读数据或者写数据，最后断开，如文件下载，网络流媒体等。

        第二种形式是请求频繁，但是连接上以后读/写很少量的数据就断开连接。

        考虑到服务的并发问题，如果每个请求来到以后服务都为它启动一个线程，那么这对服务的资源可能会造成很大的浪费，特别是第二种情况。因为通常情况下，创建线程是需要一定的耗时的，设这个时间为T1，而连接后读/写服务的时间为T2，当T1>>T2时，我们就应当考虑一种策略或者机制来控制，使得服务对于第二种请求方式也能在较低的功耗下完成。

        通常，我们可以用线程池来解决这个问题，首先，在服务启动的时候，我们可以启动好几个线程，并用一个容器(如线程池)来管理这些线程。当请求到来时，可以从池中去一个线程出来，执行任务(通常是对请求的响应)，当任务结束后，再将这个线程放入池中备用；如果请求到来而池中没有空闲的线程，该请求需要排队等候。最后，当服务关闭时销毁该池即可。

 

 

二、线程池的使用条件：

       假设一个服务器完成一项任务所需时间为：T1 是创建线程时间，T2是线程执行任务的时间，T3是销毁线程的时间。 如果：T1 + T3 远大于 T2，则可以采用线程池的方法，以提高服务器性能。

       由此可以看出，线程池的主要作用就是减少线程的创建和销毁时间。

 

 

三、线程池的组成：

一个线程池包括以下四个基本组成部分：

 1、线程池管理器（ThreadPool）：用于创建并管理线程池，包括：创建线程池、销毁线程池、添加新任务；

2、工作线程（PoolWorker）：线程池中线程，在没有任务时处于等待状态，可以循环的执行任务；

3、任务接口（Task）：每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完后的收尾工作，任务的执行状态等；

4、任务队列（taskQueue）：用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。

 

 

三、线程池的类型：

1. newSingleThreadExecutor

创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

2.newFixedThreadPool

创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。

3. newCachedThreadPool

创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，

那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。

4.newScheduledThreadPool

创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。 

 

 

四、线程池的几个重要的类：

线程池有几个比较重要的几个类：

ExecutorService	真正的线程池接口。
ScheduledExecutorService	能和Timer/TimerTask类似，解决那些需要任务重复执行的问题。
ThreadPoolExecutor	ExecutorService的默认实现。
ScheduledThreadPoolExecutor	继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现。

 

1. ThreadPoolExecutor详解：

ThreadPoolExecutor是Executors类的底层实现。

ThreadPoolExecutor(

        int corePoolSize,    // 池中所保存的线程数，包括空闲线程

        int maximumPoolSize,   // 池中允许的最大线程数

        long keepAliveTime,    // 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间

        TimeUnit unit,   keepAliveTime // 参数的时间单位

        BlockingQueue<Runnable> workQueue,   // 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute方法提交的 Runnable任务

        ThreadFactory threadFactory,  // 执行程序创建新线程时使用的工厂

        RejectedExecutionHandler handler)    // 由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序