线程池系列二：ThreadPoolExecutor讲解

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一、简介
1）线程池类为 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor，常用构造方法为：

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

参数讲解：
corePoolSize： 线程池维护线程的最少数量
maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量
keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间
unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
workQueue： 线程池所使用的缓冲队列
handler： 线程池对拒绝任务的处理策略
unit可选的参数为java.util.concurrent.TimeUnit中的几个静态属性：
NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS。
workQueue我常用的是：java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue
handler有四个选择：
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
直接抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
重试添加当前的任务，他会自动重复调用execute()方法，交由调用者线程来执行此Runnable任务
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
抛弃旧的任务
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
抛弃当前的任务


2）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。

当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时 ：

如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。

也就是：处理任务的优先级为：
核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。

当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。

二、多线程例子

Java代码  收藏代码
package demo; 
 
import java.io.Serializable; 
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; 
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; 
import java.util.concurrent.TimeUnit; 
 
public class TestThreadPool2 
{ 
    private static int produceTaskSleepTime = 2; 
    private static int produceTaskMaxNumber = 10; 
 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        // 构造一个线程池 
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3), 
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()); 
 
        for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++) 
        { 
            try 
            { 
                // 产生一个任务，并将其加入到线程池 
                String task = "task@ " + i; 
                System.out.println("put " + task); 
                threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task)); 
 
                // 便于观察，等待一段时间 
                Thread.sleep(produceTaskSleepTime); 
            } 
            catch (Exception e) 
            { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } 
    } 
} 
 
/**
* 线程池执行的任务
*/ 
class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable 
{ 
    private static final long serialVersionUID = 0; 
    private static int consumeTaskSleepTime = 2000; 
    // 保存任务所需要的数据 
    private Object threadPoolTaskData; 
 
    ThreadPoolTask(Object tasks) 
    { 
        this.threadPoolTaskData = tasks; 
    } 
 
    public void run() 
    { 
        // 处理一个任务，这里的处理方式太简单了，仅仅是一个打印语句 
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()); 
        System.out.println("start .." + threadPoolTaskData); 
 
        try 
        { 
            // //便于观察，等待一段时间 
            Thread.sleep(consumeTaskSleepTime); 
        } 
        catch (Exception e) 
        { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        threadPoolTaskData = null; 
    } 
 
    public Object getTask() 
    { 
        return this.threadPoolTaskData; 
    } 
} 

说明：
1、在这段程序中，一个任务就是一个Runnable类型的对象，也就是一个ThreadPoolTask类型的对象。
2、一般来说任务除了处理方式外，还需要处理的数据，处理的数据通过构造方法传给任务。
3、在这段程序中，main()方法相当于一个残忍的领导，他派发出许多任务，丢给一个叫 threadPool的任劳任怨的小组来做。
这个小组里面队员至少有两个，如果他们两个忙不过来，任务就被放到任务列表里面。
如果积压的任务过多，多到任务列表都装不下(超过3个)的时候，就雇佣新的队员来帮忙。但是基于成本的考虑，不能雇佣太多的队员，至多只能雇佣 4个。
如果四个队员都在忙时，再有新的任务，这个小组就处理不了了，任务就会被通过一种策略来处理，我们的处理方式是不停的派发，直到接受这个任务为止(更残忍！呵呵)。
因为队员工作是需要成本的，如果工作很闲，闲到 3SECONDS都没有新的任务了，那么有的队员就会被解雇了，但是，为了小组的正常运转，即使工作再闲，小组的队员也不能少于两个。
4、通过调整 produceTaskSleepTime和 consumeTaskSleepTime的大小来实现对派发任务和处理任务的速度的控制，改变这两个值就可以观察不同速率下程序的工作情况。
5、通过调整4中所指的数据，再加上调整任务丢弃策略，换上其他三种策略，就可以看出不同策略下的不同处理方式。


三、一个用队列处理线程池例子

Java代码  收藏代码
package demo; 
 
import java.util.Queue; 
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; 
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; 
import java.util.concurrent.TimeUnit; 
 
public class ThreadPoolExecutorTest 
{ 
 
    private static int queueDeep = 4; 
 
    public void createThreadPool() 
    { 
        /*  
         * 创建线程池，最小线程数为2，最大线程数为4，线程池维护线程的空闲时间为3秒，  
         * 使用队列深度为4的有界队列，如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，  
         * 然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程），里面已经根据队列深度对任务加载进行了控制。  
         */  
        ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(queueDeep), 
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()); //这里采取的是抛弃旧的任务 
 
 
        // 向线程池中添加 10 个任务 
        for (int i = 0; i < 10; i++) 
        { 
            try 
            { 
                Thread.sleep(1); 
            } 
            catch (InterruptedException e) 
            { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
            while (getQueueSize(tpe.getQueue()) >= queueDeep) 
            { 
                System.out.println("队列已满，等3秒再添加任务"); 
                try 
                { 
                    Thread.sleep(3000); 
                } 
                catch (InterruptedException e) 
                { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
            TaskThreadPool ttp = new TaskThreadPool(i); 
            System.out.println("put i:" + i); 
            tpe.execute(ttp); 
        } 
 
        tpe.shutdown(); 
    } 
 
    private synchronized int getQueueSize(Queue queue) 
    { 
        return queue.size(); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        ThreadPoolExecutorTest test = new ThreadPoolExecutorTest(); 
        test.createThreadPool(); 
    } 
 
    class TaskThreadPool implements Runnable 
    { 
        private int index; 
 
        public TaskThreadPool(int index) 
        { 
            this.index = index; 
        } 
 
        public void run() 
        { 
            System.out.println(Thread.currentThread() + " index:" + index); 
            try 
            { 
                Thread.sleep(3000); 
            } 
            catch (InterruptedException e) 
            { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } 
    } 
} 

说明：

这里执行的结果为：
put i:0
Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:0
put i:1
Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:1
put i:2
put i:3
put i:4
put i:5
队列已满，等3秒再添加任务
Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:2
Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:3
put i:6
put i:7
队列已满，等3秒再添加任务
Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:4
Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:5
put i:8
put i:9
Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:6
Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:7
Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:8
Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:9

ps:这里是当队列已满时线程就一直等待了，不会再新创建线程，所以一直就只有1和2两个线程来执行。

如果把
Java代码  收藏代码
while (getQueueSize(tpe.getQueue()) >= queueDeep){} 
这一段去掉，那么执行结果为：

put i:0
Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:0
put i:1
Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:1
put i:2
put i:3
put i:4
put i:5
put i:6
Thread[pool-1-thread-3,5,main] index:6
put i:7
Thread[pool-1-thread-4,5,main] index:7
put i:8
put i:9
Thread[pool-1-thread-1,5,main] index:4
Thread[pool-1-thread-2,5,main] index:5
Thread[pool-1-thread-3,5,main] index:8
Thread[pool-1-thread-4,5,main] index:9

ps:这个执行顺序是0，1两个任务先进来，分别由线程1,2来执行，然后2,-5进来，队列满，6任务进来，因为队列已满，且1,2线程还未执行完，没有可用的线程，所以创建新的线程来运行6。7任务同理。然后8任务进来，队列已满，且1,2,3,4线程未执行完，线程数又等于了最多4个线程的限制，这时看线程池的执行策略为DiscardOldestPolicy,就是抛弃旧的任务，故开始进队列的2任务被抛弃，3任务同理，8,9任务进入队列，然后这时1-4线程已经执行完自己的任务，开始执行队列中的4,5,8,9


如果更改执行策略，那么相应的结果也会不一样，如果不希望有任务被抛弃，那么可以采用CallerRunsPolicy()策略。