java线程（5）——线程池（上）

引入：

在之前的例子中，我们需要使用线程时就直接去创建一个线程，这样既不浪费资源又十分方便。但如果我们需要创建多个并发的线程，而且短时间执行就结束了，如果还用之前的方式，就会大大降低效率和性能了。

因此就引入了线程池。

在java线程池中，涉及到的有Executors、Executor、ExecutorService等，Executor接口表示线程池，ExecutorService负责管理线程池，Executors负责创建生成ExecutorService的实例，提供了线程池的简单实现。他们相互之间的关系如下：

1、Executor

public interface Executor {
    void execute(Runnable command);
}

在上面的例子中，我们就调用了execute()方法。execute()方法用来执行Runnable类型的任务，它的子接口是ExecutorService。

ExecutorService负责管理线程池，提供了包括关闭、提交等一系列的操作。

public interface ExecutorService extends Executor {

    void shutdown();

    List<Runnable> shutdownNow();

    boolean isShutdown();

    boolean isTerminated();

 //提交
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);

    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

    Future<?> submit(Runnable task);

    ......

}

2、Executors

Executors类负责生成各种类型的线程池的实例，但主要有三种：固定线程池、可变和单任务线程池。其他详细的方法可参见下面：

public class Executors {

//1、固定大小线程池
    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

//2、可变尺寸线程池
    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

//3、单任务线程池
    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

//4、延迟连接池
    public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
    }

//5、单任务延迟连接池
    public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
        return new DelegatedScheduledExecutorService
            (new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
    }
}

我们先通过简单的例子看一下这三种线程池的不同。

1）固定线程池

public static void main(String[] args) {
		// 固定线程池：创建一个线程池，有三个线程
	 ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

		for (int i = 1; i <= 10; i++) {
			final int task = i;
			threadPool.execute(new Runnable() {

				@Override
				public void run() {

						try {
							Thread.sleep(20);
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
						System.out.println(Thread.currentThread().getName()
								+ "====="  + "for task of" + task);

				}
			});
		}
		System.out.println("all task have committed");

		}

执行结果：

2）缓存（不固定）线程池

 ExecutorService threadPool=Executors.newCachedThreadPool();

修改一行代码，创建缓存可变长的线程池。执行结果为

3）单任务线程池

ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

在该线程池中只有一个线程执行。虽然看起来跟单线程没什么区别，但他的优点是，有替补线程可以随时补上。如果该单线程出现问题，立马就会有一个线程继续执行，安全性大大提高。执行结果如下：

4）延迟连接池

// 启动定时器
		Executors.newScheduledThreadPool(3).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {

				System.out.println("booming__________"
						+ getTime());

			}
		}, 3, 2, TimeUnit.SECONDS);

其中scheduleAtFixedRate方法参数：

ScheduledFuture<?> java.util.concurrent.ScheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)

时间单位为秒，初始延迟为3秒，每隔2秒执行一次。执行结果为：

使用：

1）直接使用Executors

上面的例子都是直接通过调用Executors中的静态方法实现创建线程池的，很容易理解。

再看一下具体是如何创建线程池的，以其中一种为例：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

在ThreadPoolExecutor中，需要传入参数Executors.defaultThreadFactory()，他是默认的线程工厂。

 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }

DefaultThreadFactory依旧在Executors类中。

/**
     * The default thread factory默认线程工厂
     */
    static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
        private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
		//线程组
        private final ThreadGroup group;
        private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
        private final String namePrefix;

		//构造方法
        DefaultThreadFactory() {
            SecurityManager s = System.getSecurityManager();
            group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
                                  Thread.currentThread().getThreadGroup();

			//拼接线程名称：如"pool-1-thread-1"
            namePrefix = "pool-" +
                          poolNumber.getAndIncrement() +
                         "-thread-";
        }
       //重写newThread方法
        public Thread newThread(Runnable r) {
            Thread t = new Thread(group, r,
                                  namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
                                  0);
			//如果是守护进程，置为false
            if (t.isDaemon())
                t.setDaemon(false);
			//设置默认优先级
            if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
                t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
            return t;
        }
    }

在创建线程池之后，返回的threadpool只有部分参数信息，包括最大线程数、线程名称等，此时只有main主线程。

当执行threadPool.execute()时，会调用上述的默认线程工厂中的newThread方法，创建线程。

 2）直接使用ThreadPoolExecutor类创建

这种方式并不推荐使用，因为对于开发者来说比较困难，也不好管理和维护。但这种方式可以做到对线程池更细致更自由化的控制。

这块内容是线程创建的核心，我们下篇继续介绍。