java 线程学习笔记（二）

关于线程池

线程池是一种多线程处理形式，处理过程中将任务添加到队列，然后在创建线程后自动启动这些任务。线程池线程都是后台线程。每个线程都使用默认的堆栈大小，以默认的优先级运行，并处于多线程单元中。如果某个线程在托管代码中空闲（如正在等待某个事件）,则线程池将插入另一个辅助线程来使所有处理器保持繁忙。如果所有线程池线程都始终保持繁忙，但队列中包含挂起的工作，则线程池将在一段时间后创建另一个辅助线程但线程的数目永远不会超过最大值。超过最大值的线程可以排队，但他们要等到其他线程完成后才启动。

线程池的作用：

线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。
     根据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果；少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量，其他线程排队等候。一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待进程，线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时，如果线程池中有等待的工作线程，就可以开始运行了；否则进入等待队列。

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)。

Java里面线程池的顶级接口是Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。

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。

要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此在Executors类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。

1. newSingleThreadExecutor

2.newFixedThreadPool

3. newCachedThreadPool

4.newScheduledThreadPool

测试代码：

1）自定义线程

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
    }
}

2）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。

public class SingleThreadExecutorTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService pool1 = Executors.newSingleThreadExecutor();
        ExecutorService pool2 = Executors.newSingleThreadExecutor();
        Thread t1 = new MyThread();
        Thread t2 = new MyThread();
        Thread t3 = new MyThread();
        Thread t4 = new MyThread();
        Thread t5 = new MyThread();
        Thread t6 = new MyThread();
        pool1.execute(t1);
        pool1.execute(t2);
        pool1.execute(t3);
        pool2.execute(t4);
        pool2.execute(t5);
        pool2.execute(t6);
        pool1.shutdown();
        pool2.shutdown();
    }
}

执行结果

pool-1-thread-1正在执行
pool-1-thread-1正在执行
pool-1-thread-1正在执行
pool-2-thread-1正在执行
pool-2-thread-1正在执行
pool-2-thread-1正在执行

3）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。

public class FixedThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService pool1 = Executors.newFixedThreadPool(2);
        Thread t1 = new MyThread();
        Thread t2 = new MyThread();
        Thread t3 = new MyThread();
        Thread t4 = new MyThread();
        Thread t5 = new MyThread();
        pool1.execute(t1);
        pool1.execute(t2);
        pool1.execute(t3);
        pool1.execute(t4);
        pool1.execute(t5);
        pool1.shutdown();
    }
}

执行结果

pool-1-thread-2正在执行
pool-1-thread-1正在执行
pool-1-thread-2正在执行
pool-1-thread-1正在执行
pool-1-thread-2正在执行

4）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。

public class CachedThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService pool1 = Executors.newCachedThreadPool();
        Thread t1 = new MyThread();
        Thread t2 = new MyThread();
        Thread t3 = new MyThread();
        Thread t4 = new MyThread();
        Thread t5 = new MyThread();
        pool1.execute(t1);
        pool1.execute(t2);
        pool1.execute(t3);
        pool1.execute(t4);
        pool1.execute(t5);
        pool1.shutdown();
    }
}

执行结果

pool-1-thread-2正在执行
pool-1-thread-5正在执行
pool-1-thread-3正在执行
pool-1-thread-4正在执行
pool-1-thread-1正在执行

5）ScheduledThreadPoolExecutor

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。

public class ScheduledThreadPoolExecutorTest {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
        executor.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("+++++++++++"+System.nanoTime());
            }
        },1000,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
        executor.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("==========="+System.nanoTime());
            }
        },1000,3000,TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}

运行结果：

+++++++++++90295413045319
===========90295415737270
+++++++++++90296412755452
+++++++++++90297413019912
+++++++++++90298412896343
===========90298415875467
+++++++++++90299412866317
+++++++++++90300412954471
+++++++++++90301412941767
===========90301415879316
...

6.ThreadPoolExecutor详解

ThreadPoolExecutor的完整构造方法的签名是：ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) .

corePoolSize - 池中所保存的线程数，包括空闲线程。

maximumPoolSize-池中允许的最大线程数。

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。

unit - keepAliveTime 参数的时间单位。

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 - 执行程序创建新线程时使用的工厂。

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。

ThreadPoolExecutor是Executors类的底层实现。

在JDK帮助文档中，有如此一段话：

“强烈建议程序员使用较为方便的Executors工厂方法Executors.newCachedThreadPool()（无界线程池，可以进行自动线程回收）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小线程池）Executors.newSingleThreadExecutor()（单个后台线程）

相关链接：http://www.oschina.net/question/565065_86540#tags_nav

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