java多线程(14)--线程池作用及Executors方法讲解

线程池的作用:

     线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。
     根据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果；少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量，其他线程排队等候。一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待进程，线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时，如果线程池中有等待的工作线程，就可以开始运行了；否则进入等待队列。

 

为什么要用线程池:

1. 减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务
2. 可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)

一、创建线程池

Java.util.concurrent.Executors类，提供了创建四种线程池的方法，相关方法及对应的功能如下：

1、newFixedThreadPool() ： 
作用：该方法返回一个固定线程数量的线程池，该线程池中的线程数量始终不变，即不会再创建新的线程，也不会销毁已经创建好的线程，自始自终都是那几个固定的线程在工作，所以该线程池可以控制线程的最大并发数。 
例子：假如有一个新任务提交时，线程池中如果有空闲的线程则立即使用空闲线程来处理任务，如果没有，则会把这个新任务存在一个任务队列中，一旦有线程空闲了，则按FIFO方式处理任务队列中的任务。

    package app.executors;            import java.util.concurrent.Executors;      import java.util.concurrent.ExecutorService;            /**      * Java线程：线程池      *       * @author 冯小卫      */      public class Test {          public static void main(String[] args) {              // 创建一个可重用固定线程数的线程池              ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);              // 创建线程              Thread t1 = new MyThread();              Thread t2 = new MyThread();              Thread t3 = new MyThread();              Thread t4 = new MyThread();              Thread t5 = new MyThread();              // 将线程放入池中进行执行              pool.execute(t1);              pool.execute(t2);              pool.execute(t3);              pool.execute(t4);              pool.execute(t5);              // 关闭线程池              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-4正在执行。。。      pool-1-thread-2正在执行。。。      pool-1-thread-5正在执行。。。  

改变ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5)中的参数：ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)，输出结果是：

    pool-1-thread-1正在执行。。。      pool-1-thread-1正在执行。。。      pool-1-thread-2正在执行。。。      pool-1-thread-1正在执行。。。      pool-1-thread-2正在执行。。。  

从以上结果可以看出，newFixedThreadPool的参数指定了可以运行的线程的最大数目，超过这个数目的线程加进去以后，不会运行。其次，加入线程池的线程属于托管状态，线程的运行不受加入顺序的影响。

 

二、单任务线程池，newSingleThreadExecutor：

作用：该方法返回一个只有一个线程的线程池，即每次只能执行一个线程任务，多余的任务会保存到一个任务队列中，等待这一个线程空闲，当这个线程空闲了再按FIFO方式顺序执行任务队列中的任务。

仅仅是把上述代码中的ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)改为ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

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。。。 

可以看出，每次调用execute方法，其实最后都是调用了thread-1的run方法。

 

三、可变尺寸的线程池，newCachedThreadPool：

作用：该方法返回一个可以根据实际情况调整线程池中线程的数量的线程池。即该线程池中的线程数量不确定，是根据实际情况动态调整的。 
例子：假如该线程池中的所有线程都正在工作，而此时有新任务提交，那么将会创建新的线程去处理该任务，而此时假如之前有一些线程完成了任务，现在又有新任务提交，那么将不会创建新线程去处理，而是复用空闲的线程去处理新任务。那么此时有人有疑问了，那这样来说该线程池的线程岂不是会越集越多？其实并不会，因为线程池中的线程都有一个“保持活动时间”的参数，通过配置它，如果线程池中的空闲线程的空闲时间超过该“保存活动时间”则立刻停止该线程，而该线程池默认的“保持活动时间”为60s。

用来创建一个可缓存线程池，该线程池没有长度限制，对于新的任务，如果有空闲的线程，则使用空闲的线程执行，如果没有，则新建一个线程来执行任务。如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程

与上面的类似，只是改动下pool的创建方式：ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

输出：

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

4、newScheduledThreadPool：用来创建一个定长线程池，并且支持定时和周期性的执行任务。代码示例：

/** * 定时执行 */  ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(20);  // 长度20  scheduledThreadPool.schedule(task, 10, TimeUnit.SECONDS);   // 延迟10s执行    /** *周期性执行 */  ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(20);  // 长度20  scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(task,10, 5, TimeUnit.SECONDS); // 延迟10s执行，每个5s执行一次。

5、newSingleThreadExecutor：用来创建一个单线程化的线程池，它只用唯一的工作线程来执行任务，一次只支持一个，所有任务按照指定的顺序执行。代码示例：

1. ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();  

二、ExecutorService生命周期

ExecutorService扩展了Executor并添加了一些生命周期管理的方法。一个Executor的生命周期有三种状态，运行 ，关闭 ，终止 。Executor创建时处于运行状态。当调用ExecutorService.shutdown()后，处于关闭状态，isShutdown()方法返回true。这时，不应该再向Executor中添加任务，所有已添加的任务执行完毕后，Executor处于终止状态，isTerminated()返回true。
如果Executor处于关闭状态，往Executor提交任务会抛出unchecked exception RejectedExecutionException。