Java多线程（四）---线程池

系统启动一个新线程的成本是比较高的，因为它涉及到与操作系统的交互。在这种情况下，使用线程池可以很好的提供性能，尤其是当程序中需要创建大量生存期很短暂的线程时，更应该考虑使用线程池。
线程池的两个特点：

• 线程池在系统启动时即创建大量空闲的线程，程序将一个Runnable对象传给线程池，线程池就会启动一条线程来执行该对象的run方法，当run方法执行结束后，该线程并不会死亡，而是再次返回线程池中成为空闲状态，等待执行下一个Runnable对象的run方法。
• 使用线程池可以有效地控制系统中并发线程的数量，但系统中包含大量并发线程时，会导致系统性能剧烈下降，甚至导致JVM崩溃。而线程池的最大线程数参数可以控制系统中并发的线程不超过此数目

在JDK1.5之前，开发者必须手动的实现自己的线程池，从JDK1.5之后，Java内建支持线程池。
与多线程并发的所有支持的类都在java.lang.concurrent包中。我们可以使用里面的类更加的控制多线程的执行。

一、Executors类
JDK1.5中提供Executors工厂类来产生连接池，该工厂类中包含如下的几个静态工程方法来创建连接池：
1、public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：创建一个可重用的、具有固定线程数的线程池。
2、public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()：创建一个只有单线程的线程池，它相当于newFixedThreadPool方法是传入的参数为1
3、public static ExecutorService newCachedThreadPool()：创建一个具有缓存功能的线程池，系统根据需要创建线程，这些线程将会被缓存在线程池中。
4、public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor：创建只有一条线程的线程池，他可以在指定延迟后执行线程任务
5、public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：创建具有指定线程数的线程池，它可以再指定延迟后执行线程任务，corePoolSize指池中所保存的线程数，即使线程是空闲的也被保存在线程池内。
上面的几个方法都有一个重载的方法，多传入一个ThreadFactory参数的重载方法，使用的比较少。

二、ExecutorService类
可以看到上面的5个方法中，前面3个方法的返回值都是一个ExecutorService对象。该ExecutorService对象就代表着一个尽快执行线程的线程池（只要线程池中有空闲线程立即执行线程任务），程序只要将一个Runnable对象或Callable对象提交给该线程池即可，该线程就会尽快的执行该任务。
ExecutorService有几个重要的方法：

submit方法是对 Executor接口execute方法的更好的封装，建议使用submit方法。

三、ScheduleExecutorService类
在上面的5个方法中，后面2个方法的返回值都是一个ScheduleExecutorService对象。ScheduleExecutorService代表可在指定延迟或周期性执行线程任务的线程池。
ScheduleExecutorService类是ExecutorService类的子类。所以，它里面也有直接提交任务的submit方法，并且新增了一些延迟任务处理的方法：

下面看看线程池的简单使用：

1、固定大小的线程池：

package com.tao.test;  import java.util.concurrent.ExecutorService;  import java.util.concurrent.Executors;  public class PoolTest {      public static void main(String[] args) {          ExecutorService pool=Executors.newFixedThreadPool(5);//创建一个固定大小为5的线程池          for(int i=0;i<7;i++){              pool.submit(new MyThread());          }          pool.shutdown();      }  }  class MyThread extends Thread{      @Override      public void run() {              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在执行。。。");      }  }  

输出结果：

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

可以看到虽然我们呢创建了7个MyThread线程对象，但是由于受线程池的大小限制，只是开启了5个线程，这样就减少了并发线程的数量。

2、单任务线程池：

public class PoolTest {      public static void main(String[] args) {          ExecutorService pool=Executors.newSingleThreadExecutor();//创建一个单线程池          for(int i=0;i<7;i++){              pool.submit(new MyThread());          }          pool.shutdown();      }  }  

输出结果：

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-1-thread-1正在执行。。。  pool-1-thread-1正在执行。。。  pool-1-thread-1正在执行。。。  pool-1-thread-1正在执行。。。  

可以看到，线程池只开启了一个线程。

3、创建可变尺寸的线程池

public class PoolTest {      public static void main(String[] args) {          ExecutorService pool=Executors.newCachedThreadPool();          for(int i=0;i<5;i++){              pool.submit(new MyThread());          }          pool.shutdown();      }  }  

看输出结果：

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

可以看到，我们没有限制线程池的大小，但是它会根据需求而创建线程。
4、延迟线程池

public class PoolTest {      public static void main(String[] args) {          ScheduledExecutorService pool=Executors.newScheduledThreadPool(6);          for(int i=0;i<4;i++){              pool.submit(new MyThread());          }          pool.schedule(new MyThread(), 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);          pool.schedule(new MyThread(), 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);          pool.shutdown();      }  }  

输出结果：

pool-1-thread-1正在执行。。。  pool-1-thread-3正在执行。。。  pool-1-thread-2正在执行。。。  pool-1-thread-4正在执行。。。  pool-1-thread-6正在执行。。。  pool-1-thread-1正在执行。。。  

可以明显看到，最后两个线程不是立即执行，而是延迟了1秒在执行的。
5、单任务延迟线程池

public class PoolTest {      public static void main(String[] args) {          ScheduledExecutorService pool=Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();          for(int i=0;i<4;i++){              pool.submit(new MyThread());          }          pool.schedule(new MyThread(), 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);          pool.schedule(new MyThread(), 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);          pool.shutdown();      }  }  

上面我们使用的是JDK帮我封装好的线程池，我们也可以自己定义线程池，查看源码，我们发现，Excutors里面的获得线程的静态方法，内部都是调用ThreadPoolExecutor的构造方法。比如：

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

可以看到，它是通过调用ThreadPoolExecutor的构造方法来返回一个线程池的。所以，我们也可以自己手动的调用ThreadPoolExecutor的各种构造方法，来定义自己的线程池规则

有两点需要注意的是：
- 1.单任务线程池，线程池中只要一个线程，所以需要等一个任务结束以后才会进行下一个。
- 2.线程对象的执行结束，是以Run方法执行结束为准，在run函数中，本线程中的代码执行结束。就意味着线程生命周期结束。
如果在run函数中启动了其他线程，并执行。不影响本线程的生命周期。