java线程池概述

         池的概念不限于java语言，但是在java编程中我们经常会遇到各种池，数据库连接池(mysql,oracle,redis,mongodb,memcache)，几乎没有web项目不使用到连接池的，再一个就是今天要说的线程池，在多线程编程中，线程需要不断的创建和销毁，这笔开销是很大的，如果控制不好，容易导致系统瘫痪。线程池技术，解决了多线程编程线程的创建，销毁的开销问题。

         以上其实说明了线程池的使用场景：第一、单个任务执行时间短，很快完成，第二、任务量大。

         线程池的思路：构建一些可用线程供使用，无需反复创建，使用完了归还，别的任务接着使用，在任务多的情况下他使用一个队列来做缓冲区。其实这个队列中保存的就是等待执行的任务线程，因此我们很容易理解BlockingQueue<Runnable>的含义,线程池示例如下所示：

package com.xxx.threadpool;import java.util.Scanner;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.CompletionService;import java.util.concurrent.ExecutorCompletionService;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Future;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ThreadPoolExecutorMain {private ThreadPoolExecutorMain(){}private static CompletionService<Object> service;private static LinkedBlockingQueue<Runnable> queue;static{queue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>();ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(1,3,60L,TimeUnit.SECONDS,queue);service = new ExecutorCompletionService<Object>(executorService);}public static Future<Object> execute(String taskName){return service.submit(new Callable<Object>() {@Overridepublic Object call() throws Exception {System.out.println("run for task : "+taskName);return "task-"+taskName;}});}@SuppressWarnings("resource")public static void main(String[] args) {String input = null;while(true){input = new Scanner(System.in).nextLine();if("exit".equals(input))break;execute(input);}}}

执行结果：

这个示例无法看出线程池的作用，几乎和普通的Thread或者实现了Runnable接口的线程没什么区别，只是感受一下线程池的创建和执行任务的过程。

下面介绍线程池的类型，java线程池api为我们提供了使用Executors来创建线程池，通过它可以创建以下类型的线程池。

线程池的类型：

1、fixedThreadPool,线程池中可用线程数目固定，超过数目的任务等待有可用线程时执行，在空闲时不会释放资源。

2、cachedThreadPool，线程数无限制，可以创建从0到Integer.MAX_VALUE的线程,在空闲时可以释放资源，但是如果后续又有任务来，又需要重新创建线程。

3、singleThreadPool，保证线程池中始终只有一个可用线程，如果线程异常结束，则会有另一个线程被创建，可以保证任务的顺序执行，在任意时间不会有多余的活动线程。

4、scheduledThreadPool，可以指定线程数量，他的应用场景是执行定时任务或者需要重复执行的任务。

      通过以下部分源码可以看到：以上线程池的实现其实都是通过ThreadPoolExecutor来实现的，scheduledThreadPool更是实现了ScheduledExecutorService接口。  

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

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,                                      60L, TimeUnit.SECONDS,                                      new SynchronousQueue<Runnable>());    }

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {        return new FinalizableDelegatedExecutorService            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));    }

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {        return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);    }

public class ScheduledThreadPoolExecutor        extends ThreadPoolExecutor        implements ScheduledExecutorService

      通过一个示例来说明线程池之间的区别：创建4个任务，分别执行4次打印信息，每次打印之前sleep 100ms，而我们创建的线程池个数可以设定为3（cachedThreadPool和singleThreadPool无须设置），程序代码如下：

package com.xxx.threadpool;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ThreadPoolMain {private static void run(ExecutorService threadPool){for(int i=1;i<5;i++){final int taskId = i;threadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int n = 1; n < 5; n++) {try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}System.out.println("第"+taskId+"次任务,第"+n+"次执行");}}});}threadPool.shutdown();}public static void main(String[] args) {ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);run(fixedThreadPool);//先执行前面的三个任务，最后执行第四个任务run(cachedThreadPool);//四个任务几乎同时执行run(singleThreadPool);//四个任务按照顺序执行，线程池中只有一个线程可用，只能依次执行每一个任务run(scheduledThreadPool);//此种场景下和第一种线程池执行结果类似，先执行前面三个任务，最后执行第四个任务}}

每次只运行一个线程池查看打印信息，分别如下图所示：

      在实际编程中，我们如何选择哪种线程池，其实不用过多的考虑，一般选择newFixedThreadPool(n),至于线程池中线程的个数，根据系统情况而定，一般为了充分利用系统cpu，编码中采用Runtime.getRuntime().availableProcessors()设置线程池的个数。