java基础系列——线程池

一、线程池的创建

我们可以通过ThreadPoolExecutor来创建一个线程池。

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler)

创建一个线程池需要输入几个参数：

• corePoolSize（线程池的基本大小）：当提交一个任务到线程池时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。如果调用了线程池的prestartAllCoreThreads方法，线程池会提前创建并启动所有基本线程。
• runnableTaskQueue（任务队列）：用于保存等待执行的任务的阻塞队列。 可以选择以下几个阻塞队列。
  • ArrayBlockingQueue：是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。
  • LinkedBlockingQueue：一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO （先进先出） 排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列。
  • SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue，静态工Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。
  • PriorityBlockingQueue：一个具有优先级的无限阻塞队列。
• maximumPoolSize（线程池最大大小）：线程池允许创建的最大线程数。如果队列满了，并且已创建的线程数小于最大线程数，则线程池会再创建新的线程执行任务。值得注意的是如果使用了无界的任务队列这个参数就没什么效果。
• ThreadFactory：用于设置创建线程的工厂，可以通过线程工厂给每个创建出来的线程设置更有意义的名字。
• RejectedExecutionHandler（饱和策略）：当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须采取一种策略处理提交的新任务。这个策略默认情况下是AbortPolicy，表示无法处理新任务时抛出异常。以下是JDK1.5提供的四种策略。
  • AbortPolicy：直接抛出异常。
  • CallerRunsPolicy：只用调用者所在线程来运行任务。
  • DiscardOldestPolicy：丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务。
  • DiscardPolicy：不处理，丢弃掉。 当然也可以根据应用场景需要来实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略。如记录日志或持久化不能处理的任务。
• keepAliveTime（线程活动保持时间）：线程池的工作线程空闲后，保持存活的时间。所以如果任务很多，并且每个任务执行的时间比较短，可以调大这个时间，提高线程的利用率。
• TimeUnit（线程活动保持时间的单位）：可选的单位有天（DAYS），小时（HOURS），分钟（MINUTES），毫秒(MILLISECONDS)，微秒(MICROSECONDS, 千分之一毫秒)和毫微秒(NANOSECONDS, 千分之一微秒)。

二、特定功能的线程池

Executors提供了一些静态工厂方法，可以方便创建ThreadPoolExecutor

1、 Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)

创建固定大小(nThreads,大小不能超过int的最大值)的线程池

        //线程数量
        int nThreads = 20;
        //创建executor 服务
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(nThreads) ;

重载后的版本，需要多传入实现了ThreadFactory接口的对象。

ExecutorService executor = Executors. newFixedThreadPool(nThreads,threadFactory);

说明：创建固定大小(nThreads,大小不能超过int的最大值)的线程池，缓冲任务的队列为LinkedBlockingQueue,大小为整型的最大数，当使用此线程池时，在同执行的任务数量超过传入的线程池大小值后，将会放入LinkedBlockingQueue，在LinkedBlockingQueue中的任务需要等待线程空闲后再执行，如果放入LinkedBlockingQueue中的任务超过整型的最大数时，抛出RejectedExecutionException。

2、Executors.newSingleThreadExecutor()

创建大小为1的固定线程池。

ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

重载后的版本，需要多传入实现了ThreadFactory接口的对象。

ExecutorService executor = Executors. newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory)

说明：创建大小为1的固定线程池，同时执行任务(task)的只有一个,其它的（任务）task都放在LinkedBlockingQueue中排队等待执行。

3、Executors.newCachedThreadPool()；

创建corePoolSize为0，最大线程数为整型的最大数，线程keepAliveTime为1分钟，缓存任务的队列为SynchronousQueue的线程池。

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool()；

当然也可以以下面的方式创建，重载后的版本，需要多传入实现了ThreadFactory接口的对象。

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) ;

说明：使用时，放入线程池的task任务会复用线程或启动新线程来执行，注意事项：启动的线程数如果超过整型最大值后会抛出RejectedExecutionException异常，启动后的线程存活时间为一分钟。

4、Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize):

创建corePoolSize大小的线程池。

//线程数量
int corePoolSize= 20;
//创建executor 服务 
ExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(corePoolSize);

重载后的版本，需要多传入实现了ThreadFactory接口的对象。

ExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(corePoolSize, threadFactory)；

说明：线程keepAliveTime为0，缓存任务的队列为DelayedWorkQueue，注意不要超过整型的最大值。

三、常用方法介绍

1、submit

 <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
 <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
  Future<?> submit(Runnable task);

将一个线程加入线程池并执行，同时可以返回一个Future对象，Future.get() 方法可以更方便的获得异常信息

2、execute

public void execute(Runnable command)

execute方法的作用与submit相同，只是没有返回值

3、invokeAll

 <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                  long timeout, TimeUnit unit)

invokeAll方法的参数就是一组任务，并返回一组Future。这2个集合具有相同的结构。invokeAll会按照任务集合中的顺序将所有的Future添加到返回的集合中。只有当所有的任务都执行完毕时，或者调用线程被中断，又或者超出指定时限时，invokeAll方法才会返回。当invokeAll返回之后每个任务要么返回，要么取消，此时客户端可以调用get/isCancelled来判断具体是什么情况。

4、invokeAny

<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                    long timeout, TimeUnit unit)

执行给定的任务，如果某个任务已成功完成（也就是未抛出异常），则返回其结果。