線程池基本使用

jdk1.5引入Executor線程池框架，經過它把任務的提交和執行進行解耦，只須要定義好任務，而後提交給線程池，而不用關心該任務是如何執行、被哪一個線程執行，以及何時執行。

初始化線程池（4種）

簡介：

Java線程池的工廠類：Executors類,

初始化4種類型的線程池：

newCachedThreadPool()
說明：初始化一個能夠緩存線程的線程池，默認緩存60s，線程池的線程數可達到Integer.MAX_VALUE，即2147483647，內部使用SynchronousQueue做爲阻塞隊列；
特色：在沒有任務執行時，當線程的空閒時間超過keepAliveTime，會自動釋放線程資源；當提交新任務時，若是沒有空閒線程，則建立新線程執行任務，會致使必定的系統開銷；
所以，使用時要注意控制併發的任務數，防止因建立大量的線程致使而下降性能。

newFixedThreadPool()
說明：初始化一個指定線程數的線程池，其中corePoolSize == maxiPoolSize，使用LinkedBlockingQuene做爲阻塞隊列
特色：即便當線程池沒有可執行任務時，也不會釋放線程。
newSingleThreadExecutor()
說明：初始化只有一個線程的線程池，內部使用LinkedBlockingQueue做爲阻塞隊列。
特色：保證全部任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。若是該線程異常結束，會從新建立一個新的線程繼續執行任務，惟一的線程能夠保證所提交任務的順序執行
newScheduledThreadPool()
特定：初始化的線程池能夠在指定的時間內週期性的執行所提交的任務，在實際的業務場景中可使用該線程池按期的同步數據。

總結：除了newScheduledThreadPool的內部實現特殊一點以外，其它線程池內部都是基於ThreadPoolExecutor類（Executor的子類）實現的。

newCachedThreadPool和newSingleThreadExecutor使用例子結果對比：

public class MyRunnable implements Runnable {
    private Integer index;

    public MyRunnable(Integer index) {
        this.index = index;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(index);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executorService.execute(new MyRunnable(i));
        }
        executorService.shutdown();
    }
}

結果：

public class MyRunnable implements Runnable {
    private Integer index;

    public MyRunnable(Integer index) {
        this.index = index;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(index);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executorService.execute(new MyRunnable(i));
        }
        executorService.shutdown();
    }
}

結果：

newScheduleThreadPool使用例子：

建立一個定長的線程池，並且支持定時的以及週期性的任務執行，支持定時及週期性任務執行。

延遲3秒執行，延遲執行示例代碼以下：

public class MyThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("delay 3 seconds");
            }
        }, 3, TimeUnit.SECONDS);
        scheduledThreadPool.shutdown();
    }
}

表示延遲1秒後每3秒執行一次，按期執行示例代碼以下：

public class MyThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
            }
        }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
        try {
            Thread.sleep(10000);
            scheduledThreadPool.shutdown();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

調用shutdown就會結束線程池退休循環

 

ThreadPoolExecutor內部具體實現：

ThreadPoolExecutor類構造器語法形式：

ThreadPoolExecutor（corePoolSize,maxPoolSize,keepAliveTime,timeUnit,workQueue,threadFactory,handle);   

方法參數：
　  corePoolSize：核心線程數
　  maxPoolSize：最大線程數
     keepAliveTime：線程存活時間（在corePore<*<maxPoolSize狀況下有用）
     timeUnit：存活時間的時間單位
     workQueue：阻塞隊列（用來保存等待被執行的任務）

注：關於workQueue參數的取值,JDK提供了4種阻塞隊列類型供選擇：
　　      ArrayBlockingQueue：基於數組結構的有界阻塞隊列，按FIFO排序任務；
　　      LinkedBlockingQuene：基於鏈表結構的阻塞隊列，按FIFO排序任務，吞吐量一般要高於  

            SynchronousQuene：一個不存儲元素的阻塞隊列，每一個插入操做必須等到另外一個線程調用移除操做，不然插入操做一直處於阻塞狀態，吞吐量一般要高於ArrayBlockingQuene；

　　      PriorityBlockingQuene：具備優先級的無界阻塞隊列；

     threadFactory：線程工廠，主要用來建立線程；

     handler：表示當拒絕處理任務時的策略，有如下四種取值

 注： 當線程池的飽和策略，當阻塞隊列滿了，且沒有空閒的工做線程，若是繼續提交任務，必須採起一種策略處理該任務，線程池提供了4種策略：

　　　　ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務並拋出RejectedExecutionException異常。

　　　　ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務，可是不拋出異常。

　　　　ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，而後從新嘗試執行任務（重複此過程）

　　　　ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由調用線程處理該任務

　　　　固然也能夠根據應用場景實現RejectedExecutionHandler接口，自定義飽和策略，如記錄日誌或持久化存儲不能處理的任務。

線程池的狀態（5種）

其中AtomicInteger變量ctl的功能很是強大：利用低29位表示線程池中線程數，經過高3位表示線程池的運行狀態：
一、RUNNING：-1 << COUNT_BITS，即高3位爲111，該狀態的線程池會接收新任務，並處理阻塞隊列中的任務；
二、SHUTDOWN： 0 << COUNT_BITS，即高3位爲000，該狀態的線程池不會接收新任務，但會處理阻塞隊列中的任務；
三、STOP ： 1 << COUNT_BITS，即高3位爲001，該狀態的線程不會接收新任務，也不會處理阻塞隊列中的任務，並且會中斷正在運行的任務；
四、TIDYING ： 2 << COUNT_BITS，即高3位爲010，該狀態表示線程池對線程進行整理優化；
五、TERMINATED： 3 << COUNT_BITS，即高3位爲011，該狀態表示線程池中止工做；

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 向線程池提交任務（2種）

有兩種方式：

      Executor.execute(Runnable command);

      ExecutorService.submit(Callable<T> task);

execute()內部實現

1.首次經過workCountof()獲知當前線程池中的線程數，

  若是小於corePoolSize, 就經過addWorker()建立線程並執行該任務；

　不然，將該任務放入阻塞隊列；

2. 若是能成功將任務放入阻塞隊列中,  

若是當前線程池是非RUNNING狀態，則將該任務從阻塞隊列中移除，而後執行reject()處理該任務；

若是當前線程池處於RUNNING狀態，則須要再次檢查線程池（由於可能在上次檢查後，有線程資源被釋放），是否有空閒的線程；若是有則執行該任務；

三、若是不能將任務放入阻塞隊列中,說明阻塞隊列已滿；那麼將經過addWoker()嘗試建立一個新的線程去執行這個任務；若是addWoker()執行失敗，說明線程池中線程數達到maxPoolSize,則執行reject()處理任務；

 sumbit()內部實現

會將提交的Callable任務會被封裝成了一個FutureTask對象

FutureTask類實現了Runnable接口，這樣就能夠經過Executor.execute()提交FutureTask到線程池中等待被執行，最終執行的是FutureTask的run方法； 

比較：

 兩個方法均可以向線程池提交任務，execute()方法的返回類型是void，它定義在Executor接口中, 而submit()方法能夠返回持有計算結果的Future對象，它定義在ExecutorService接口中，它擴展了Executor接口，其它線程池類像ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有這些方法。 

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線程池的關閉（2種）

　　ThreadPoolExecutor提供了兩個方法，用於線程池的關閉，分別是shutdown()和shutdownNow()，其中：

　　　　shutdown()：不會當即終止線程池，而是要等全部任務緩存隊列中的任務都執行完後才終止，但不再會接受新的任務

　　　　shutdownNow()：當即終止線程池，並嘗試打斷正在執行的任務，而且清空任務緩存隊列，返回還沒有執行的任務

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 線程池容量的動態調整

　　ThreadPoolExecutor提供了動態調整線程池容量大小的方法：setCorePoolSize()和setMaximumPoolSize()，