java ThreadPoolExecutor线程池学习

线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。 

合理利用线程池能够带来三个好处：
第一：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
第三：提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。但是要做到合理的利用线程池，必须对其原理了如指掌。

流程分析：线程池的主要工作流程如下图：


从上图我们可以看出，当提交一个新任务到线程池时，线程池的处理流程如下：

首先线程池判断基本线程池是否已满？没满，创建一个工作线程来执行任务。满了，则进入下个流程。
其次线程池判断工作队列是否已满？没满，则将新提交的任务存储在工作队列里。满了，则进入下个流程。
最后线程池判断整个线程池是否已满？没满，则创建一个新的工作线程来执行任务，满了，则交给饱和策略来处理这个任务。


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)

corePoolSize
线程池维护线程的最少数量
maximumPoolSiz
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

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。

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()
抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
由调用者执行这个任务
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
抛弃旧的任务
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
抛弃当前的任务

Task：

package com.ibm.threadpool;
import java.io.Serializable;

/**
 * 线程池执行的任务
 */
public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable {

	/**
	 * serialVersionUID, JDK1.5中，每个实现Serializable接口的类都推荐声明这样的一个ID
	 */
	private static final long serialVersionUID = -2443443826296885045L;


	private static int consumeTaskSleepTime = 2000;

	private Object threadPoolTaskData;

	ThreadPoolTask(Object tasks) {
		this.threadPoolTaskData = tasks;
	}

	// 每个任务的执行过程，现在是什么都没做，除了print和sleep，:)
	public void run() {
		System.out.println("start .." + threadPoolTaskData);
		try {
			// 便于观察现象，等待一段时间
			Thread.sleep(consumeTaskSleepTime);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		threadPoolTaskData = null;
	}

}

TestTheadPool主类：

package com.ibm.threadpool;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThreadPool {
	private static int produceTaskSleepTime = 2000;

	public static void main(String[] args) {
		// 构造一个线程池
		ThreadPoolExecutor producerPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 0,
				TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
				new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

		// 每隔produceTaskSleepTime的时间向线程池派送一个任务。
		int i = 1;
		while (true) {
			try {
				Thread.sleep(produceTaskSleepTime);

				String task = "task@ " + i;
				System.out.println("put " + task);

				producerPool.execute(new ThreadPoolTask(task));

				i++;
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

}

参考：
http://www.infoq.com/cn/articles/java-threadPool
http://hintcnuie.iteye.com/blog/315522
http://flycars001.iteye.com/blog/2052981
http://blog.csdn.net/sdyy321/article/details/7407685