Java线程池

　　为什么需要线程池？在java中，使用线程来执行异步任务时，线程的创建和销毁需要一定的开销，如果我们为每一个任务创建一个新的线程来执行的话，那么这些线程的创建与销毁将消耗大量的计算资源。同时为每一个任务创建一个新线程来执行，这样的方式可能会使处于高负荷状态的应用最终崩溃。所以线程池的出现为解决这个问题带来曙光。我们将在线程池中创建若干条线程，当有任务需要执行时就从该线程池中获取一条线程来执行任务，如果一时间任务过多，超出线程池的线程数量，那么后面的线程任务就进入一个等待队列进行等待，直到线程池有线程处于空闲时才从等待队列获取要执行的任务进行处理，这样就大大减少了线程创建和销毁的开销，也会缓解我们的应用处于超负荷时的情况。

一、Executor

　　线程池顶级接口。定义方法，void execute(Runnable)。方法是用于处理任务的一个服务方法。调用者提供Runnable接口的实现，线程池通过线程执行这个Runnable。服务方法无返回值的。是Runnable接口中的run方法无返回值。

　　常用方法 - void execute(Runnable)

　　作用是： 启动线程任务的。

　　在java线程启动时会创建一个本地操作系统线程，当该java线程终止时，这个操作系统线程也会被回收。而每一个java线程都会被一对一映射为本地操作系统的线程，操作系统会调度所有的线程并将它们分别给可用的CPU。而所谓的映射方式是这样实现的，在上层，java多线程程序通过把应用分为若干个任务，然后使用用户级的调度器（Executor框架）将这些任务映射为固定数量的线程；在底层，操作系统内核将这些线程映射到硬件处理器上。这样种两级调度模型如下图所示：

二、ExecutorService

　　Executor接口的子接口。提供了一个新的服务方法，submit。有返回值（Future类型）。submit方法提供了overload方法。其中有参数类型为Runnable的，不需要提供返回值的；有参数类型为Callable，可以提供线程执行后的返回值。

　　Future，是submit方法的返回值。代表未来，也就是线程执行结束后的一种结果。如返回值。

　　常见方法 - void execute(Runnable)， Future submit(Callable)， Future submit(Runnable)

　　线程池状态： Running， ShuttingDown， Termitnaed

　　Running - 线程池正在执行中。活动状态。

　　ShuttingDown - 线程池正在关闭过程中。优雅关闭。一旦进入这个状态，线程池不再接收新的任务，处理所有已接收的任务，处理完毕后，关闭线程池。

　　Terminated - 线程池已经关闭。

三、Future

　　未来结果，代表线程任务执行结束后的结果。获取线程执行结果的方式是通过get方法获取的。get无参，阻塞等待线程执行结束，并得到结果。get有参，阻塞固定时长，等待线程执行结束后的结果，如果在阻塞时长范围内，线程未执行结束，抛出异常。

　　常用方法： T get() T get(long, TimeUnit)

四、Callable

　　可执行接口。 类似Runnable接口。也是可以启动一个线程的接口。其中定义的方法是call。call方法的作用和Runnable中的run方法完全一致。call方法有返回值。

　　接口方法 ： Object call();相当于Runnable接口中的run方法。区别为此方法有返回值。不能抛出已检查异常。

　　和Runnable接口的选择 - 需要返回值或需要抛出异常时，使用Callable，其他情况可任意选择。

五、Executors

　　工具类型。为Executor线程池提供工具方法。可以快速的提供若干种线程池。如：固定容量的，无限容量的，容量为1等各种线程池。

　　线程池是一个进程级的重量级资源。默认的生命周期和JVM一致。当开启线程池后，直到JVM关闭为止，是线程池的默认生命周期。如果手工调用shutdown方法，那么线程池执行所有的任务后，自动关闭。

　　开始 - 创建线程池。

　　结束 - JVM关闭或调用shutdown并处理完所有的任务。

　　类似Arrays，Collections等工具类型的功用。

六、FixedThreadPool

　　容量固定的线程池。活动状态和线程池容量是有上限的线程池。所有的线程池中，都有一个任务队列。使用的是BlockingQueue<Runnable>作为任务的载体。当任务数量大于线程池容量的时候，没有运行的任务保存在任务队列中，当线程有空闲的，自动从队列中取出任务执行。

　　使用场景： 大多数情况下，使用的线程池，首选推荐FixedThreadPool。OS系统和硬件是有线程支持上限。不能随意的无限制提供线程池。

　　线程池默认的容量上限是Integer.MAX_VALUE。

　　常见的线程池容量： PC - 200。 服务器 - 1000~10000

　　queued tasks - 任务队列

　　completed tasks - 结束任务队列

七、CachedThreadPool

　　缓存的线程池。容量不限（Integer.MAX_VALUE）。自动扩容。容量管理策略：如果线程池中的线程数量不满足任务执行，创建新的线程。每次有新任务无法即时处理的时候，都会创建新的线程。当线程池中的线程空闲时长达到一定的临界值（默认60秒），自动释放线程。

　　默认线程空闲60秒，自动销毁。

　　应用场景： 内部应用或测试应用。 内部应用，有条件的内部数据瞬间处理时应用，如：电信平台夜间执行数据整理（有把握在短时间内处理完所有工作，且对硬件和软件有足够的信心）。 测试应用，在测试的时候，尝试得到硬件或软件的最高负载量，用于提供FixedThreadPool容量的指导。

八、ScheduledThreadPool

　　计划任务线程池。可以根据计划自动执行任务的线程池。

　　scheduleAtFixedRate(Runnable, start_limit, limit, timeunit)

　　runnable - 要执行的任务。

　　start_limit - 第一次任务执行的间隔。

　　limit - 多次任务执行的间隔。

　　timeunit - 多次任务执行间隔的时间单位。

　　使用场景： 计划任务时选用（DelaydQueue），如：电信行业中的数据整理，没分钟整理，没消失整理，每天整理等。

九、SingleThreadExceutor

　　单一容量的线程池。

　　使用场景： 保证任务顺序时使用。如： 游戏大厅中的公共频道聊天。秒杀。

十、ForkJoinPool

　　分支合并线程池（mapduce类似的设计思想）。适合用于处理复杂任务。

　　初始化线程容量与CPU核心数相关。

　　线程池中运行的内容必须是ForkJoinTask的子类型（RecursiveTask,RecursiveAction）。

　　ForkJoinPool - 分支合并线程池。 可以递归完成复杂任务。要求可分支合并的任务必须是ForkJoinTask类型的子类型。其中提供了分支和合并的能力。ForkJoinTask类型提供了两个抽象子类型，RecursiveTask有返回结果的分支合并任务,RecursiveAction无返回结果的分支合并任务。（Callable/Runnable）compute方法：就是任务的执行逻辑。

　　ForkJoinPool没有所谓的容量。默认都是1个线程。根据任务自动的分支新的子线程。当子线程任务结束后，自动合并。所谓自动是根据fork和join两个方法实现的。

　　应用： 主要是做科学计算或天文计算的。数据分析的。

十一、WorkStealingPool

　　JDK1.8新增的线程池。工作窃取线程池。当线程池中有空闲连接时，自动到等待队列中窃取未完成任务，自动执行。

　　初始化线程容量与CPU核心数相关。此线程池中维护的是精灵线程。

　　ExecutorService.newWorkStealingPool();

十二、ThreadPoolExecutor

　　线程池底层实现。除ForkJoinPool外，其他常用线程池底层都是使用ThreadPoolExecutor实现的。

　　public ThreadPoolExecutor(

　　　　int corePoolSize, // 核心容量，创建线程池的时候，默认有多少线程。也是线程池保持的最少线程数

　　　　int maximumPoolSize, // 最大容量，线程池最多有多少线程

　　　　long keepAliveTime, // 生命周期，0为永久。当线程空闲多久后，自动回收。

　　　　TimeUnit unit, // 生命周期单位，为生命周期提供单位，如：秒，毫秒

　　　　BlockingQueue<Runnable> workQueue // 任务队列，阻塞队列。注意，泛型必须是Runnable

　　);

　　使用场景： 默认提供的线程池不满足条件时使用。如：初始线程数据4，最大线程数200，线程空闲周期30秒。

本文来源于互联网:Java线程池