多线程---线程池

参考博客1：http://www.cnblogs.com/exe19/p/5359885.html
参考博客2：http://www.jianshu.com/p/87bff5cc8d8c

1 . 线程池的体系结构

java.util.concurrent.Executor          [I]是一个顶层接口，在它里面只声明了一个方法void execute(Runnable command);
|-- ExecutorService                    [I]继承了Executor，线程池的主要接口
    |-- AbstractExecutorService        [A]抽象类，实现了ExecutorService中的大部分方法
        |-- ThreadPoolExecutor         [C]线程池的主要实现类
    |-- ScheduledExecutorService       [I]继承了ExecutorService，负责线程调度的接口
        |-- ScheduledThreadPoolExecutor[C]继承 ThreadPoolExecutor，实现 ScheduledExecutorService

2 .线程池的使用

public static void method1() {
        Executor pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for(int i=0;i<5;i++){
            pool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                }
            });
        }
    }
1、Executors.newFixedThreadPool(5)初始化一个包含5个线程的线程池pool；
2、通过pool.execute方法提交1个任务，该任务打印当前的线程名；
3、负责执行任务的线程的生命周期都由Executor框架进行管理；

3 . ThreadPoolExecutor类

• 构造方法

  public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                            int maximumPoolSize,
                            long keepAliveTime,
                            TimeUnit unit,
                            BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                            ThreadFactory threadFactory,
                            RejectedExecutionHandler handler) {
      if (corePoolSize < 0 ||
          maximumPoolSize <= 0 ||
          maximumPoolSize < corePoolSize ||
          keepAliveTime < 0)
          throw new IllegalArgumentException();
      if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
          throw new NullPointerException();
      this.corePoolSize = corePoolSize;
      this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
      this.workQueue = workQueue;
      this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
      this.threadFactory = threadFactory;
      this.handler = handler;
  }

  • corePoolSize：线程池中的核心线程数。在创建了线程池后，默认情况下，线程池中的线程数为0即线程池中并没有任何线程，而是等待有任务到来才创建线程去执行任务 ( 除非调用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()这2个预创建线程的方法，这两个方法会在没有任务到来之前就创建corePoolSize个线程或者一个线程 )当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到阻塞缓存队列当中。
  • maximumPoolSize：线程池中允许的最大线程数。如果当前阻塞队列满了，且继续提交任务，则创建新的线程执行任务，前提是当前线程数小于maximumPoolSize；
  • keepAliveTime：表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下，只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作用，直到线程池中的线程数不大于corePoolSize，即当线程池中的线程数大于corePoolSize时，如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime，则会终止，直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在线程池中的线程数不大于corePoolSize时，keepAliveTime参数也会起作用，直到线程池中的线程数为0；
  • unit：参数keepAliveTime的时间单位，有7种取值，在TimeUnit类中有7种静态属性：

    TimeUnit.DAYS;              //天
    TimeUnit.HOURS;             //小时
    TimeUnit.MINUTES;           //分钟
    TimeUnit.SECONDS;           //秒
    TimeUnit.MILLISECONDS;      //毫秒
    TimeUnit.MICROSECONDS;      //微妙
    TimeUnit.NANOSECONDS;       //纳秒

  • workQueue：一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务，这个参数的选择也很重要，会对线程池的运行过程产生重大影响，一般来说，这里的阻塞队列有以下几种选择：
    1、ArrayBlockingQueue：基于数组结构的有界阻塞队列，按FIFO排序任务；
    2、LinkedBlockingQuene：基于链表结构的阻塞队列，按FIFO排序任务，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQuene；
    3、SynchronousQuene：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LinkedBlockingQuene；
    4、priorityBlockingQuene：具有优先级的无界阻塞队列；
    其中ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用较少，一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。线程池的排队策略与BlockingQueue有关。
  • threadFactory：线程工厂，主要用来创建线程；
  • handler：线程池的饱和策略，当阻塞队列满了，且没有空闲的工作线程，如果继续提交任务，必须采取一种策略处理该任务，线程池提供了4种策略：
    1、AbortPolicy：丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常，默认策略；
    2、DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。
    3、DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）
    4、CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务；
    当然也可以根据应用场景实现RejectedExecutionHandler接口，自定义饱和策略，如记录日志或持久化存储不能处理的任务。

• execute()方法

  public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        /*
         * Proceed in 3 steps:
         * 此过程分为3步：
         * 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to
         * start a new thread with the given command as its first
         * task.  The call to addWorker atomically checks runState and
         * workerCount, and so prevents false alarms that would add
         * threads when it shouldn't, by returning false.
         * 1.如果正在运行的线程数小于corePoolSize，则尝试启动一个新
         * 的线程来执行指定的任务。对addWorker 方法的调用会原子性
         * 的检查runState (运行状态)和workerCount(工作集数量 )，
         * 通过返回false阻止不应该出现的添加错误。
         *
         * 2. If a task can be successfully queued, then we still need
         * to double-check whether we should have added a thread
         * (because existing ones died since last checking) or that
         * the pool shut down since entry into this method. So we
         * recheck state and if necessary roll back the enqueuing if
         * stopped, or start a new thread if there are none.
         * 2. 如果一个线程可以成功加入队列，无论我们已经将线
         * 程添加进去了还是在进入这个方法时线程池已经关闭了都需
         * 要继续做两次检查(因为上次检查之后可能存在一个死掉的
         * 线程)所以就再次检查状态，并且如果必要就会滚加入队列的
         * 操作或者在一个也没有的时候启动一个新的线程。
         * 
         * 3. If we cannot queue task, then we try to add a new
         * thread.  If it fails, we know we are shut down or saturated
         * and so reject the task.        
         * 如果任务无法加入队列，就尝试添加一个新的线程，如果失败，
         * 说明线程池关闭了或者队列已经满了所以拒绝了这次任务
         */
        int c = ctl.get();
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
        else if (!addWorker(command, false))
            reject(command);
    }

• submit()方法
  此方法是在ExecutorService中声明的方法，在AbstractExecutorService就已经有了具体的实现，在ThreadPoolExecutor中并没有对其进行重写，这个方法也是用来向线程池提交任务的，但是它和execute()方法不同，它能够返回任务执行的结果，去看submit()方法的实现，会发现它实际上还是调用的execute()方法，只不过它利用了Future来获取任务执行结果

• shutdown()和shutdownNow()方法
  这两个方法是用来关闭线程池的。