Java线程池的构造以及使用

　　有时候，系统需要处理非常多的执行时间很短的请求，如果每一个请求都开启一个新线程的话，系统就要不断的进行线程的创建和销毁，有时花在创建和销毁线程上的时间会比线程真正执行的时间还长。而且当线程数量太多时，系统不一定能受得了。

　　使用线程池主要为了解决一下几个问题：

　　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。

ThreadPoolExecutor构造函数　　

　　ThreadPoolExecutor是线程池的真正实现，他通过构造方法的一系列参数，来构成不同配置的线程池。常用的构造方法有下面四个：

//五个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue)

//六个参数的构造函数-1
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory)

//六个参数的构造函数-2
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          RejectedExecutionHandler handler)

//七个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler)

ThreadPoolExecutor构造函数参数说明

• int corePoolSize：该线程池中核心线程数最大值

核心线程：线程池新建线程的时候，如果当前线程总数小于corePoolSize，则新建的是核心线程，如果超过corePoolSize，则新建的是非核心线程核心线程默认情况下会一直存活在线程池中，即使这个核心线程啥也不干(闲置状态)。
如果指定ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut这个属性为true，那么核心线程如果不干活(闲置状态)的话，超过一定时间(时长下面参数决定)，就会被销毁掉。

• int maximumPoolSize： 该线程池中线程总数最大值

线程池所能容纳的最大线程数。超过这个数的线程将被阻塞。当任务队列是没有设置大小的LinkedBlockingDeque时，这个值无效。

线程总数 = 核心线程数 + 非核心线程数。

• long keepAliveTime：该线程池中非核心线程闲置超时时长

一个非核心线程，如果不干活(闲置状态)的时长超过这个参数所设定的时长，就会被销毁掉，如果设置allowCoreThreadTimeOut = true，则会作用于核心线程。

• TimeUnit unit：keepAliveTime的单位

TimeUnit是一个枚举类型，其包括：
NANOSECONDS ： 1微毫秒 = 1微秒 / 1000
MICROSECONDS ： 1微秒 = 1毫秒 / 1000
MILLISECONDS ： 1毫秒 = 1秒 /1000
SECONDS ： 秒
MINUTES ： 分
HOURS ： 小时
DAYS ： 天

• BlockingQueue workQueue：该线程池中的任务队列：维护着等待执行的Runnable对象

当所有的核心线程都在干活时，新添加的任务会被添加到这个队列中等待处理，如果队列满了，则新建非核心线程执行任务。
常用的workQueue类型：

• SynchronousQueue：这个队列接收到任务的时候，会直接提交给线程处理，而不保留它，如果所有线程都在工作怎么办？那就新建一个线程来处理这个任务！所以为了保证不出现<线程数达到了maximumPoolSize而不能新建线程>的错误，使用这个类型队列的时候，maximumPoolSize一般指定成Integer.MAX_VALUE，即无限大。
• LinkedBlockingQueue：这个队列接收到任务的时候，如果当前线程数小于核心线程数，则新建线程(核心线程)处理任务；如果当前线程数等于核心线程数，则进入队列等待。由于这个队列没有最大值限制，即所有超过核心线程数的任务都将被添加到队列中，这也就导致了maximumPoolSize的设定失效，因为总线程数永远不会超过corePoolSize。
• ArrayBlockingQueue：可以限定队列的长度，接收到任务的时候，如果没有达到corePoolSize的值，则新建线程(核心线程)执行任务，如果达到了，则入队等候，如果队列已满，则新建线程(非核心线程)执行任务，又如果总线程数到了maximumPoolSize，并且队列也满了，则发生错误。
• DelayQueue：队列内元素必须实现Delayed接口，这就意味着你传进去的任务必须先实现Delayed接口。这个队列接收到任务时，首先先入队，只有达到了指定的延时时间，才会执行任务。

向ThreadPoolExecutor添加任务

　　通过ThreadPoolExecutor.execute(Runnable command)方法即可向线程池内添加一个任务。

ThreadPoolExecutor.execute(Runnable command)

ThreadPoolExecutor的策略

　　这里给总结一下，当一个任务被添加进线程池时，执行策略：

• 1、当线程池小于corePoolSize时，新提交任务将创建一个新线程执行任务，即使此时线程池中存在空闲线程。 
• 2、当线程池达到corePoolSize时，新提交任务将被放入workQueue中等待，等待线程池中任务调度执行。
• 3、当workQueue已满，且maximumPoolSize>corePoolSize时，新提交任务会创建新线程（非核心线程）执行任务。
• 4、当提交任务数超过maximumPoolSize时，新提交任务由RejectedExecutionHandler处理。
• 5、当线程池中超过corePoolSize线程，空闲时间达到keepAliveTime时，关闭空闲线程（非核心线程）。
• 6、当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时，线程池中核心线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭。

图示如下：

常见四种线程池

如果你不想自己写一个线程池，Java通过Executors提供了四种线程池，这四种线程池都是直接或间接配置ThreadPoolExecutor的参数实现的。

1.可缓存线程池CachedThreadPool()

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

　　根据源码可以看出：

1. 这种线程池内部没有核心线程，线程的数量是有没限制的。
2. 在创建任务时，若有空闲的线程时则复用空闲的线程，若没有则新建线程。
3. 没有工作的线程（闲置状态）在超过了60S还不做事，就会销毁。

　　创建方法：

ExecutorService mCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

　　用法：

//开始下载
private void startDownload(final ProgressBar progressBar, final int i) {
    mCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            int p = 0;
            progressBar.setMax(10);//每个下载任务10秒
            while (p < 10) {
                p++;
                progressBar.setProgress(p);
                Bundle bundle = new Bundle();
                Message message = new Message();
                bundle.putInt("p", p);
                //把当前线程的名字用handler让textview显示出来
                bundle.putString("ThreadName", Thread.currentThread().getName());
                message.what = i;
                message.setData(bundle);
                mHandler.sendMessage(message);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    });
}

2.FixedThreadPool 定长线程池

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

　　根据源码可以看出：

1. 该线程池的最大线程数等于核心线程数，所以在默认情况下，该线程池的线程不会因为闲置状态超时而被销毁。
2. 如果当前线程数小于核心线程数，并且也有闲置线程的时候提交了任务，这时也不会去复用之前的闲置线程，会创建新的线程去执行任务。如果当前执行任务数大于了核心线程数，大于的部分就会进入队列等待。等着有闲置的线程来执行这个任务。

　　创建方法：

//nThreads => 最大线程数即maximumPoolSize
ExecutorService mFixedThreadPool= Executors.newFixedThreadPool(int nThreads);

//threadFactory => 创建线程的方法，用得少
ExecutorService mFixedThreadPool= Executors.newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory);

　　用法：

private void startDownload(final ProgressBar progressBar, final int i) {
    mFixedThreadPool.execute(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
           //....逻辑代码自己控制
        }
    });
}

3.SingleThreadPool

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

　　根据源码可以看出：

1. 有且仅有一个工作线程执行任务
2. 所有任务按照指定顺序执行，即遵循队列的入队出队规则

　　创建方法：

ExecutorService mSingleThreadPool = Executors.newSingleThreadPool();

　　用法同上。

4.ScheduledThreadPool

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

//ScheduledThreadPoolExecutor():
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
          DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}

　　根据源码可以看出：DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS就是默认10L，这里就是10秒。这个线程池有点像是吧CachedThreadPool和FixedThreadPool 结合了一下。

1. 不仅设置了核心线程数，最大线程数也是Integer.MAX_VALUE。
2. 这个线程池是上述4个中为唯一个有延迟执行和周期执行任务的线程池。

//nThreads => 最大线程数即maximumPoolSize
ExecutorService mScheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize);
//一般的执行任务方法和上面的都大同小异，我们主要看看延时执行任务和周期执行任务的方法。

//表示在3秒之后开始执行我们的任务。
mScheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
            //....
            }
        }, 3, TimeUnit.SECONDS);
//延迟3秒后执行任务，从开始执行任务这个时候开始计时，每7秒执行一次不管执行任务需要多长的时间。 
mScheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
             //....
            }
        },3, 7, TimeUnit.SECONDS);
/**延迟3秒后执行任务，从任务完成时这个时候开始计时，7秒后再执行，
*再等完成后计时7秒再执行也就是说这里的循环执行任务的时间点是
*从上一个任务完成的时候。
*/
mScheduledThreadPool.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
             //....
            }
        },3, 7, TimeUnit.SECONDS);