java多线程（5）---ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor
官方API解释线程池的好处：
（1）通过重用线程池中的线程，来减少每个线程创建和销毁的性能开销。
（2）对线程进行一些维护和管理，比如定时开始，周期执行，并发数控制等等。
一、Executor
Executor是一个接口，跟线程池有关的基本都要跟他打交道。下面是常用的ThreadPoolExecutor的关系。
Executor接口很简单，只有一个execute方法。
ExecutorService是Executor的子接口，增加了一些常用的对线程的控制方法，之后使用线程池主要也是使用这些方法。
AbstractExecutorService是一个抽象类。ThreadPoolExecutor就是实现了这个类。
二、ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor类是线程池中最核心的一个类，因此如果要透彻地了解Java中的线程池，必须先了解这个类。
1、ThreadPoolExecutor类的四个构造方法。
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService { ..... public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue); public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory); public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler); public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler); ... }
构造方法参数讲解
| 参数名 | 作用 |
| corePoolSize | 核心线程池大小 |
| maximumPoolSize | 最大线程池大小 |
| keepAliveTime | 线程池中超过corePoolSize数目的空闲线程最大存活时间；可以allowCoreThreadTimeOut(true)使得核心线程有效时间 |
| TimeUnit | keepAliveTime时间单位 |
| workQueue | 阻塞任务队列 |
| threadFactory | 新建线程工厂 |
| RejectedExecutionHandler | 当提交任务数超过maxmumPoolSize+workQueue之和时，任务会交给RejectedExecutionHandler来处理 |
2、ThreadPoolExecutor类中有几个非常重要的方法
//主要是这四个方法 execute() submit() shutdown() shutdownNow()
（1）execute()
execute()方法实际上是Executor中声明的方法，在ThreadPoolExecutor进行了具体的实现，这个方法是ThreadPoolExecutor的核心方法，通过这个方法可以向线程池提交一个任务，交由线程池去执行。
源码
public void execute(Runnable command) { /*如果提交的任务为null 抛出空指针异常*/ if (command == null) throw new NullPointerException(); int c = ctl.get(); /*如果当前的任务数小于等于设置的核心线程大小，那么调用addWorker直接执行该任务*/ if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } /*如果当前的任务数大于设置的核心线程大小，而且当前的线程池状态时运行状态，那么向阻塞队列中添加任务*/ if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { int recheck = ctl.get(); if (! isRunning(recheck) && remove(command)) reject(command); else if (workerCountOf(recheck) == 0) addWorker(null, false); } /*如果向队列中添加失败，那么就新开启一个线程来执行该任务*/ else if (!addWorker(command, false)) reject(command); }
它的主要意思就是：
任务提交给线程池之后的处理策略，这里总结一下主要有4点
当线程池中的线程数小于corePoolSize 时，新提交的任务直接新建一个线程执行任务（不管是否有空闲线程）
当线程池中的线程数等于corePoolSize 时，新提交的任务将会进入阻塞队列（workQueue）中，等待线程的调度
当阻塞队列满了以后，如果corePoolSize < maximumPoolSize ,则新提交的任务会新建线程执行任务，直至线程数达到maximumPoolSize
当线程数达到maximumPoolSize 时，新提交的任务会由(饱和策略)管理
（2）submit()
submit()方法是在ExecutorService中声明的方法，在AbstractExecutorService就已经有了具体的实现，在ThreadPoolExecutor中并没有对其进行重写，这个方法也是用来向线程池提交任务的，但是它和execute()方法不同，它能够返回任务执行的结果，去看submit()方法的实现，会发现它实际上还是调用的execute()方法，只不过它利用了Future来获取任务执行结果。
（3）shutdown()和shutdownNow()
如果调用了shutdown()方法，则线程池处于SHUTDOWN状态，此时线程池不能够接受新的任务，它会等待所有任务执行完毕；
如果调用了shutdownNow()方法，则线程池处于STOP状态，此时线程池不能接受新的任务，并且会去尝试终止正在执行的任务；
还有很多其他的方法：
比如：getQueue() 、getPoolSize() 、getActiveCount()、getCompletedTaskCount()等获取与线程池相关属性的方法，有兴趣的朋友可以自行查阅API。
三.使用示例
public class Test { public static void main(String[] args) { //核心线程数5，最大线程数10，阻塞队列采用ArrayBlockingQueue,做多排队5个 ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 200, TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(5)); for(int i=0;i<15;i++){ MyTask myTask = new MyTask(i); executor.execute(myTask); System.out.println("线程池中线程数目："+executor.getPoolSize()+"，队列中等待执行的任务数目："+ executor.getQueue().size()+"，已执行玩别的任务数目："+executor.getCompletedTaskCount()); } executor.shutdown(); } } class MyTask implements Runnable { private int taskNum; public MyTask(int num) { this.taskNum = num; } @Override public void run() { System.out.println("正在执行task "+taskNum); try { Thread.currentThread().sleep(4000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("task "+taskNum+"执行完毕"); } }
运行结果：
正在执行task 0 线程池中线程数目：1，队列中等待执行的任务数目：0，已执行玩别的任务数目：0 线程池中线程数目：2，队列中等待执行的任务数目：0，已执行玩别的任务数目：0 线程池中线程数目：3，队列中等待执行的任务数目：0，已执行玩别的任务数目：0 正在执行task 1 线程池中线程数目：4，队列中等待执行的任务数目：0，已执行玩别的任务数目：0 正在执行task 2 线程池中线程数目：5，队列中等待执行的任务数目：0，已执行玩别的任务数目：0 线程池中线程数目：5，队列中等待执行的任务数目：1，已执行玩别的任务数目：0 线程池中线程数目：5，队列中等待执行的任务数目：2，已执行玩别的任务数目：0 线程池中线程数目：5，队列中等待执行的任务数目：3，已执行玩别的任务数目：0 线程池中线程数目：5，队列中等待执行的任务数目：4，已执行玩别的任务数目：0 正在执行task 3 正在执行task 4 线程池中线程数目：5，队列中等待执行的任务数目：5，已执行玩别的任务数目：0 线程池中线程数目：6，队列中等待执行的任务数目：5，已执行玩别的任务数目：0 正在执行task 10 线程池中线程数目：7，队列中等待执行的任务数目：5，已执行玩别的任务数目：0 正在执行task 11 线程池中线程数目：8，队列中等待执行的任务数目：5，已执行玩别的任务数目：0 正在执行task 12 线程池中线程数目：9，队列中等待执行的任务数目：5，已执行玩别的任务数目：0 正在执行task 13 线程池中线程数目：10，队列中等待执行的任务数目：5，已执行玩别的任务数目：0 正在执行task 14 task 0执行完毕 task 1执行完毕 task 2执行完毕 正在执行task 5 task 4执行完毕 正在执行task 8 正在执行task 6 正在执行task 7 task 3执行完毕 正在执行task 9 task 10执行完毕 task 13执行完毕 task 12执行完毕 task 11执行完毕 task 14执行完毕 task 5执行完毕 task 8执行完毕 task 6执行完毕 task 7执行完毕 task 9执行完毕
通过案例总结：
当线程数小于核心线程数(5)时会创建新线程,如果要执行的线程大于5，就先把任务放入队列中，如果队列最大容量5已经满了，那会在创建线程，直到最大达到最大线程数10。
注意
这里如果创建超过15个，比如将for循环中改成执行20个任务，就会抛出任务拒绝异常了。因为你的队列和最大线程数才15，如果有20个任务就会抛异常。
不过在java doc中，并不提倡我们直接使用ThreadPoolExecutor，而是使用Executors类中提供的几个静态方法来创建线程池
Executors.newCachedThreadPool(); //创建一个缓冲池，缓冲池容量大小为Integer.MAX_VALUE Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建容量为1的缓冲池 Executors.newFixedThreadPool(int); //创建固定容量大小的缓冲池
下面是这三个静态方法的具体实现;
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); } public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); } public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); }
从它们的具体实现来看，它们实际上也是调用了ThreadPoolExecutor，只不过参数都已配置好了。
newFixedThreadPool创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize值是相等的，它使用的LinkedBlockingQueue；
newSingleThreadExecutor将corePoolSize和maximumPoolSize都设置为1，也使用的LinkedBlockingQueue；
newCachedThreadPool将corePoolSize设置为0，将maximumPoolSize设置为Integer.MAX_VALUE，使用的SynchronousQueue，也就是说来了任务就创建线程运行，当线程空闲超过60秒，就销毁线程。
实际中，如果Executors提供的三个静态方法能满足要求，就尽量使用它提供的三个方法，因为自己去手动配置ThreadPoolExecutor的参数有点麻烦，要根据实际任务的类型和数量来进行配置。
四、用线程池和不用线程池的区别是什么？
public class ThreadCondition implements Runnable { @Test public void testThreadPool(){ Runtime run=Runtime.getRuntime();//当前程序运行对象 run.gc();//调用垃圾回收机制，减少内存误差 Long freememroy=run.freeMemory();//获取当前空闲内存 Long protime=System.currentTimeMillis(); for(int i=0;i<10000;i++){ new Thread(new ThreadCondition()).start(); } System.out.println("独立创建"+10000+"个线程需要的内存空间"+(freememroy-run.freeMemory())); System.out.println("独立创建"+10000+"个线程需要的系统时间"+(System.currentTimeMillis()-protime)); System.out.println("---------------------------------"); Runtime run2=Runtime.getRuntime();//当前程序运行对象 run2.gc();//调用垃圾回收机制，减少内存误差 Long freememroy2=run.freeMemory();//获取当前空闲内存 Long protime2=System.currentTimeMillis(); ExecutorService service=Executors.newFixedThreadPool(2); for(int i=0;i<10000;i++){ service.execute(new ThreadCondition()) ; } System.out.println("线程池创建"+10000+"个线程需要的内存空间"+(freememroy2-run.freeMemory())); service.shutdown(); System.out.println("线程池创建"+10000+"个线程需要的系统时间"+(System.currentTimeMillis()-protime2)); } @Override public void run() { //null } }
运行结果：
这也就说明了，线程池的优势。
参考
3、线程池(ThreadPoolExecutor)源码分析之如何保证核心线程不被销毁的
想太多，做太少，中间的落差就是烦恼。想没有烦恼，要么别想，要么多做。少校【11】
