1.引言
合理利用線程池能夠帶來三個好處。第一：降低資源消耗。通過重復利用已創建的線程降低線程創建和銷毀造成的消耗。第二：提高響應速度。當任務到達時，任務可以不需要的等到線程創建就能立即執行。第三：提高線程的可管理性。線程是稀缺資源，如果無限制的創建，不僅會消耗系統資源，還會降低系統的穩定性，使用線程池可以進行統一的分配，調優和監控。但是要做到合理的利用線程池，必須對其原理了如指掌。
2.線程池使用
Executors提供的四種線程 1.newCachedThreadPool創建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。 2.newFixedThreadPool 創建一個定長線程池，可控制線程最大并發數，超出的線程會在隊列中等待。 3.newScheduledThreadPool 創建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執行。 4.newSingleThreadExecutor 創建一個單線程化的線程池，它只會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。
1.newCachedThreadPool創建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。示例如下
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ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();for(int i=0;i<5;i++){ final int index = i; try { Thread.sleep(index * 1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," +index); } });}//控制臺信息pool-1-thread-1,0pool-1-thread-1,1pool-1-thread-1,2pool-1-thread-1,3pool-1-thread-1,4 |
2.newFixedThreadPool創建一個定長線程池，可控制線程最大并發數，超出的線程會在隊列中等待。示例如下
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ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(4);for(int i=0;i<5;i++) { final int index = i; fixedThreadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", " + index); Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } });}//控制臺信息pool-1-thread-1,0pool-1-thread-2,1pool-1-thread-3,2pool-1-thread-4,3pool-1-thread-1,4 |
3.newScheduledThreadPool 創建一個定長線程池，支持周期和定時任務示例如下
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ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);System.out.println("before:" + System.currentTimeMillis()/1000);scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("延遲3秒執行的哦 :" + System.currentTimeMillis()/1000); }}, 3, TimeUnit.SECONDS);System.out.println("after :" +System.currentTimeMillis()/1000);//控制臺信息before:1518012703after :1518012703延遲3秒執行的哦 :1518012706System.out.println("before:" + System.currentTimeMillis()/1000);scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("延遲1秒之后，3秒執行一次:" +System.currentTimeMillis()/1000); }}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);System.out.println("after :" +System.currentTimeMillis()/1000); |
控制臺消息
before:1518013024
after :1518013024
延遲1秒之后，3秒執行一次:1518013025
延遲1秒之后，3秒執行一次:1518013028
延遲1秒之后，3秒執行一次:1518013031
4.newSingleThreadExecutor創建一個單線程化的線程池，只會用工作線程來執行任務，保證順序，示例如下
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ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();for (int i=0;i<10;i++) { final int index = i; singleThreadExecutor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "," + index); Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } });} |
控制臺信息
pool-1-thread-1,0
pool-1-thread-1,1
pool-1-thread-1,2
pool-1-thread-1,3
pool-1-thread-1,4
向線程池提交任務 ThreadPoolExecutor類中execute()和submit()區別 execute()方法實際上是Executor中聲明的方法，在ThreadPoolExecutor進行了具體的實現，這個方法是ThreadPoolExecutor的核心方法，通過這個方法可以向線程池提交一個任務，交由線程池去執行。
submit()方法是在ExecutorService中聲明的方法，在AbstractExecutorService就已經有了具體的實現，在ThreadPoolExecutor中并沒有對其進行重寫，這個方法也是用來向線程池提交任務的，但是它和execute()方法不同，它能夠返回任務執行的結果，通過源碼查看submit()方法的實現，會發現它實際上還是調用的execute()方法，只不過它利用了Future來獲取任務執行結果。
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/** * @throws RejectedExecutionException {@inheritDoc} * @throws NullPointerException {@inheritDoc} */public Future<?> submit(Runnable task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null); execute(ftask); return ftask;} |
線程池的關閉 我們可以通過調用線程池的shutdown或shutdownNow方法來關閉線程池，但是它們的實現原理不同，shutdown的原理是只是將線程池的狀態設置成SHUTDOWN狀態，然后中斷所有沒有正在執行任務的線程。shutdownNow的原理是遍歷線程池中的工作線程，然后逐個調用線程的interrupt方法來中斷線程，所以無法響應中斷的任務可能永遠無法終止。shutdownNow會首先將線程池的狀態設置成STOP，然后嘗試停止所有的正在執行或暫停任務的線程，并返回等待執行任務的列表。
只要調用了這兩個關閉方法的其中一個，isShutdown方法就會返回true。當所有的任務都已關閉后,才表示線程池關閉成功，這時調用isTerminaed方法會返回true。至于我們應該調用哪一種方法來關閉線程池，應該由提交到線程池的任務特性決定，通常調用shutdown來關閉線程池，如果任務不一定要執行完，則可以調用shutdownNow。
3. 線程池的分析
流程分析：線程池的主要工作流程如下圖： Java線程池主要工作流程
從上圖我們可以看出，當提交一個新任務到線程池時，線程池的處理流程如下：
- 首先線程池判斷基本線程池是否已滿？沒滿，創建一個工作線程來執行任務。滿了，則進入下個流程。
- 其次線程池判斷工作隊列是否已滿？沒滿，則將新提交的任務存儲在工作隊列里。滿了，則進入下個流程。
- 最后線程池判斷整個線程池是否已滿？沒滿，則創建一個新的工作線程來執行任務，滿了，則交給飽和策略來處理這個任務。
**源碼分析。**上面的流程分析讓我們很直觀的了解的線程池的工作原理，讓我們再通過源代碼來看看是如何實現的。線程池執行任務的方法如下：
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public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); int c = ctl.get(); if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { int recheck = ctl.get(); if (! isRunning(recheck) && remove(command)) reject(command); else if (workerCountOf(recheck) == 0) addWorker(null, false); } else if (!addWorker(command, false)) reject(command);} |
工作線程。線程池創建線程時，會將線程封裝成工作線程Worker，Worker在執行完任務后，還會無限循環獲取工作隊列里的任務來執行。
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