线程池的使用和原理

一、线程池的作用

二、线程池的关系图

三、线程池的创建及参数

四、线程池的使用原理

五、线程池的使用

一、线程池的作用

随着cpu核数越来越多，不可避免的利用多线程技术以充分利用其计算能力。所以，多线程技术是服务端开发人员必须掌握的技术。线程的创建和销毁，都涉及到系统调用，比较消耗系统资源，所以就引入了线程池技术，线程池中有已经创建好的线程，可直接使用，并且使用完了，直接再次放回线程池，避免频繁的线程创建和销毁。

二、线程池的关键类的关系图

线程池的使用和原理

从上面可以看出Java的线程池主的实现类主要有两个类ThreadPoolExecutor和ForkJoinPool。

ForkJoinPool是Fork/Join框架下使用的一个线程池，一般情况下，我们使用的比较多的就是ThreadPoolExecutor。我们大多数时候创建线程池是通过Executors

三、线程池的创建和参数解析

先看一个参数最完整的创建线程池的构造方法

线程池的使用和原理

参数解析：

①corePoolSize：线程池的核心线程数，说白了就是，即便是线程池里没有任何任务，也会有corePoolSize个线程在候着等任务。

②maximumPoolSize:最大线程数，不管你提交多少任务，线程池里最多工作线程数就是maximumPoolSize。

③keepAliveTime:线程的存活时间。当线程池里的线程数大于corePoolSize时，如果等了keepAliveTime时长还没有任务可执行，则线程退出。

⑤unit：这个用来指定keepAliveTime的单位，比如秒:TimeUnit.SECONDS。

⑥workQueue：一个阻塞队列，提交的任务将会被放到这个队列里。

⑦threadFactory：线程工厂，用来创建线程，主要是为了给线程起名字，默认工厂的线程名字：pool-1-thread-3。

⑧handler：拒绝策略，当线程池里线程被耗尽，且队列也满了的时候会调用。

线程池创建：

java.util.concurrent.Executosr是线程池的静态工厂，我们通常使用它方便地生产各种类型的线程池，主要的方法有四种：

1、newSingleThreadExecutor()——创建一个单线程的线程池

2、newFixedThreadPool(int n)——创建一个固定大小的线程池

3、newCachedThreadPool()——创建一个可缓存的线程池

4、newScheduledThreadPool()——创建一个固定线程数的线程池，支持定时及周期性执行后台任务。

（1）newSingleThreadExecutor()单线程数的线程池

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

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

最关键的是corePoolSize（核心线程数）参数和maximumPoolSize（最大线程数）两个参数都是1

（2）newFixedThreadPool()固定线程数的线程池

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

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

可以看出corePoolSize（核心线程数）参数和maximumPoolSize（最大线程数）两个参数都是相等

（3）newCachedThreadPool（）创建一个可以根据需要创建新线程的线程池，它是没有线程数量限制的

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

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

corePoolSize=0，maximumPoolSize=Integer.MAX_VALUE（认为是无限大）keepAliveTime=60s，当60s秒后没有任务执行的线程将会退出，由于CachedThreadPool线程没有上线，无线创建线程需要大量的内存，需要谨慎使用

（4）newScheduledThreadPool()：创建一个固定线程数的线程池，支持定时及周期性执行后台任务。这个用的比较少，就略过

四、线程池的运行原理

用一张图来描述线程池执行的流程

线程池的使用和原理

该图对应如下源码：

线程池的使用和原理

五、线程池使用

实例

（1）newSingleThreadExecutor

MyThread.java

public class MyThread extends Thread{
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
	}
}

ThreadPoolTest.java

ThreadPoolTest.java
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolTest {

	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. newSingleThreadExecutor();
        //创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口
        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();
    }
}

运行结果：

线程池的使用和原理

（2）newFixedThreadPool

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolTest {

	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. newSingleThreadExecutor();
        //固定线程池大小
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
        //创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口
        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();
    }
}

运行结果：

线程池的使用和原理