Java线程池

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接下来三篇文章主要围绕Java线程池的三个方面进行编写

第一个方面Exectutor，该类是Java线程池的顶层抽象类

第二个方面：讲述Java线程池中的各种线程池

第三个方面：讲述Future和FutureTask，线程的返回结果处理类

ThreadPoolExecutor通常使用工厂类Executors来创建。Executors可以创建3种类型的ThreadPoolExecutor：SingleThreadPool、FixedThreadPool和CachedThreadPool。

ScheduledThreadPoolExecutor通常使用工厂类Executors来创建。Executors可以创建2种类型的ScheduledThreadPoolExecutor：SingleScheduledThreadPoo和ScheduledThreadPool

注意：使用Executors来创建线程池，失去了线程池的灵活性，而且存在一定的隐患，根据阿里巴巴规范插件的提示，使用Executors来创建线程池存在资源耗尽的可能，因为使用Executors来创建线程池默认的最大容量是Integer.Max，也就是Integer的最大值作为线程池的最大容量，这样在程序中可能出现错误，导致创建了Integer.Max个线程，存在内存溢出的风险。所以在熟练掌握线程池原理后可以使用ThreadPoolExecutor根据添加不同的参数创建不同类型的线程池。

ThreadPoolExecutor

了解ThreadPoolExecutor可以查看《Java线程池原理》

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, 

                                            int maximumPoolSize,

                                            long keepAliveTime,

                                             TimeUnit unit,

                                             BlockingQueue workQueue,

                                             ThreadFactory threadFactory,

                                             RejectedExecutionHandler handler) 

下面解释构造函数的参数含义

corePoolSize：核心线程数量

maximumPoolSize：最大线程数量；

workQueue：等待队列，当任务提交时，如果线程池中的线程数量大于等于corePoolSize的时候，把该任务封装成一个Worker对象放入等待队列；

keepAliveTime：线程池维护线程所允许的空闲时间。当线程池中的线程数量大于corePoolSize的时候，如果这时没有新的任务提交，核心线程外的线程不会立即销毁，而是会等待，直到等待的时间超过了keepAliveTime；

TimeUnit ：时间级别

threadFactory：它是ThreadFactory类型的变量，用来创建新线程。

handler：它是RejectedExecutionHandler类型的变量，表示线程池的饱和策略。如果阻塞队列满了并且没有空闲的线程，这时如果继续提交任务，就需要采取一种策略处理该任务。

ThreadFactory：定义线程池中创建的线程，如线程名称，优先级等，可以几次ThreadFactory重新newThread（Runnable r）方法。

Executors

虽然使用Executors创建线程池存在一定的风险，但是在有些不是很复杂的场景，合理使用Executors还是可行的。下面使用Executors来创建不同类型的线程池

固定数量线程池（newFixedThreadPool）

创建使用固定线程数的FixedThreadPool，适用于为了满足资源管理的需求，而需要限制当前线程数量的应用场景，它适用于负载比较重的服务器。

Executors构造newFixedThreadPool方式

查看源码

corePoolSize = maximumPoolSize =初始化的参数

workQueue：使用无界队列LinkedBlockingQueue链表阻塞队列

keepAliveTime = 0 由于使用无界队列LinkedBlockingQueue作为缓存队列，所以当corePoolSize满后，后面添加的线程任务都会添加到LinkedBlockingQueue中去，所以maximumPoolSize 就失去了意义，这样也就没有必要设置空闲时间

使用无界队列的影响，这也是为什么使用Eexcutors来创建线程池存在一定风险的原因

1）当线程池中的线程数达到corePoolSize后，新任务将在无界队列中等待，因此线程池中的线程数不会超过corePoolSize。

2）使用无界队列时maximumPoolSize将是一个无效参数。

3）使用无界队列时keepAliveTime将是一个无效参数。

4）由于使用无界队列，运行中的FixedThreadPool（未执行方法shutdown()或shutdownNow()）不会拒绝任务（不会调用RejectedExecutionHandler.rejectedExecution方法）。

代码实例

结果：

为什么线程名称会重复：这正是线程池的原理，因为线程池会重复利用已创建的线程，当一个任务Runnable被挂载到线程池中的一个线程，这个任务执行完毕后，会有另一个任务继续挂载到这个线程上面，所以会出现线程名称重复。

单例线程池（newSingleThreadExecutor）

适用于需要保证顺序地执行各个任务；并且在任意时间点，不会有多个线程是活动的应用场景。

Executors构造newSingleThreadExecutor方式

源代码

corePoolSize = maximumPoolSize =1  由于是单例线程池，所以线程池中是有一个重用的线程

workQueue：使用无界队列LinkedBlockingQueue链表阻塞队列

keepAliveTime:0 原因上面已经阐述

代码实例

结果

只有一个可重用的线程，任务的执行顺序和添加顺序一致

缓存线程池（newCachedThreadPool）

创建一个会根据需要创建新线程的，适用于执行很多的短期异步任务的小程序，或者是负载较轻的服务器。

Executors构造newCachedThreadPool方式

源代码

corePoolSize:0 表示线程池中没有核心线程，都是非核心线程

maximumPoolSize ：线程池容量Integer最大值

keepAliveTime：60秒 由于没有核心线程的存在，线程池中创建的线程都是非核心线程，所以设置空闲时间60秒，当非核心线程60秒后没有被重用，将会被销毁，如果没有线程提交给该线程池，超过空闲时间，该线程池就没有非空闲线程，那么该线程池也就不会消耗过多的资源，

workQueue:SynchronousQueue是一个不存储元素的阻塞队列。每一个put操作必须等待一个take操作，否则不能继续添加元素。

代码实例

结果

定时线程池（newScheduledThreadPool）

它主要用来在给定的延迟之后运行任务，或者定期执行任务，例如定时轮询数据库中的表的数据

Executors构造newScheduledThreadPool方式

源代码

workQeueu：delayWorkQueue，使用延迟队列作为缓存队列

任务提交方式

schedule(Callable<E> callable, long delay, TimeUnit unit);

callable：提交Callable或者Runnable任务

delay：延迟时间

unit：时间级别

该方法表示在给定的delay延迟时间后执行一次，有返回结果

scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit);

command：提交Runnable任务

initialDelay：初始延迟时间

period：表示连个任务连续执行的时间周期，第一个任务开始到第二个任务的开始，包含了任务的执行时间

unit：时间级别

该方法在initialDelay时间后开始周期性的按period时间间隔执行任务

scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long delay,TimeUnit unit);

command：提交Runnable任务

initialDelay：初始延迟时间

delay:表示延迟时间 第一个任务结束到第二个任务开始的时间间隔

unit:时间级别

代码实例

结果

单例延迟线程池（newSingleThreadScheduledExecutor）

Executors构造newSingleThreadScheduledExecutor方式

源代码

corePoolSize ：1由于是单例线程池，所以核心线程为1，线程池中只有一个重用线程