Java多线程-新特性-线程池

Sun在Java5中，对Java线程的类库做了大量的扩展，其中线程池就是Java5的新特征之一，除了线程池之外，还有很多多线程相关的内容，为多线程的编程带来了极大便利。为了编写高效稳定可靠的多线程程序，线程部分的新增内容显得尤为重要。

有关Java5线程新特征的内容全部在java.util.concurrent下面，里面包含数目众多的接口和类，熟悉这部分API特征是一项艰难的学习过程。目前有关这方面的资料和书籍都少之又少，大部分介绍线程方面书籍还停留在java5之前的知识层面上。

在Java5之前，要实现一个线程池是相当有难度的，现在Java5为我们做好了一切，我们只需要按照提供的API来使用，即可享受线程池带来的极大便利。

线程池的基本思想还是一种对象池的思想，开辟一块内存空间，里面存放了众多（未死亡）的线程，池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时，从池中取一个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。

Java5提供5种类型的线程池，分别如下：

一：newCachedThreadPool-可变尺寸的线程池(缓存线程池)
(1)缓存型池子，先查看池中有没有以前建立的线程，如果有，就reuse(重用)，如果没有，就建立一个新的线程加入池中；
(2)缓存型池子，通常用于执行一些生存周期很短的异步型任务；因此一些面向连接的daemon型server中用得不多；
(3)能reuse(重用)的线程，必须是timeout IDLE内的池中线程，缺省timeout是60s，超过这个IDLE时长，线程实例将被终止及移出池；
(4)注意，放入CachedThreadPool的线程不必担心其结束，超过TIMEOUT不活动，其会自动被终止。

二：newFixedThreadPool-固定大小的线程池
(1)newFixedThreadPool与cacheThreadPool差不多，也是能reuse就用，但不能随时建新的线程；
(2)其独特之处:任意时间点，最多只能有固定数目的活动线程存在，此时如果有新的线程要建立，只能放在另外的队列中等待，直到当前的线程中某个线程终止直接被移出池子；
(3)和cacheThreadPool不同，FixedThreadPool没有IDLE机制(可能也有，但既然文档没提，肯定非常长，类似依赖上层的TCP或UDP IDLE机制之类的)，所以FixedThreadPool多数针对一些很稳定很固定的正规并发线程，多用于服务器；
(4)从方法的源代码看，cache池和fixed池调用的是同一个底层池，只不过参数不同:
fixed池线程数固定，并且是0秒IDLE(无IDLE)；
cache池线程数支持0-Integer.MAX_VALUE(显然完全没考虑主机的资源承受能力)，60秒IDLE。

三：ScheduledThreadPool-调度线程池
(1)调度型线程池；
(2)这个池子里的线程可以按schedule依次delay执行，或周期执行。

四：SingleThreadExecutor-单例线程池
(1)单例线程，任意时间池中只能有一个线程；
(2)用的是和cache池和fixed池相同的底层池，但线程数目是1-1,0秒IDLE(无IDLE)。

package cn.thread;

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

/**
 * 线程池用法
 * 
 * @author 林计钦
 * @version 1.0 2013-7-25 上午10:00:46
 */
public class ThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolTest test=new ThreadPoolTest();
        
        //创建一个可重用固定线程数的线程池 
        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 = test.new MyThread(); 
        Thread t2 = test.new MyThread(); 
        Thread t3 = test.new MyThread(); 
        Thread t4 = test.new MyThread(); 
        Thread t5 = test.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(); 
    }
    
    class MyThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。");
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

五、自定义线程池--ThreadPoolExecutor

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

参数：
corePoolSize
核心线程数，核心线程会一直存活，即使没有任务需要处理。当线程数小于核心线程数时，即使现有的线程空闲，线程池也会优先创建新线程来处理任务，而不是直接交给现有的线程处理。
核心线程在allowCoreThreadTimeout被设置为true时会超时退出，默认情况下不会退出。

maximumPoolSize
当线程数大于或等于核心线程，且任务队列已满时，线程池会创建新的线程，直到线程数量达到maxPoolSize。如果线程数已等于maxPoolSize，且任务队列已满，则已超出线程池的处理能力，线程池会拒绝处理任务而抛出异常。

keepAliveTime
当线程空闲时间达到keepAliveTime，该线程会退出，直到线程数量等于corePoolSize。如果allowCoreThreadTimeout设置为true，则所有线程均会退出直到线程数量为0。

unit
keepAliveTime 参数的时间单位。

workQueue
执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任务。

抛出：
IllegalArgumentException - 如果corePoolSize或keepAliveTime小于零，或者maximumPoolSize小于或等于零，或者corePoolSize 大于maximumPoolSize。
NullPointerException - 如果workQueue为null

eg、
//创建等待队列
BlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(20);
//创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(2, 3, 2, TimeUnit.MILLISECONDS, queue);
//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();
//将线程放入池中进行执行
pool.execute(t1);
pool.execute(t2);
//关闭线程池
pool.shutdown();

package cn.thread;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 自定义连接池
 * 
 * @author 林计钦
 * @version 1.0 2013-7-25 上午10:09:17
 */
public class ThreadPoolExecutorTest {

    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolTest test = new ThreadPoolTest();

        // 创建等待队列
        BlockingQueue<Runnable> bqueue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(20);
        // 创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
        ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(2, 3, 2, TimeUnit.MILLISECONDS, bqueue);
        // 创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口
        Thread t1 = test.new MyThread();
        Thread t2 = test.new MyThread();
        Thread t3 = test.new MyThread();
        Thread t4 = test.new MyThread();
        Thread t5 = test.new MyThread();
        Thread t6 = test.new MyThread();
        Thread t7 = test.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);
        pool.execute(t6);
        pool.execute(t7);
        // 关闭线程池
        pool.shutdown();
    }

    class MyThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。");
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

参考：线程池的分析和使用