併發7-線程池

用優雅的方式理解和使用線程池

1. 線程池的目的
   （1）減少系統維護線程的開銷
   （2）解耦，運行和創建分開
   （3）線程可以複用
   
   
2. 線程池的使用
   （1）接口Executor  提供方法execute(Runnable)執行線程命令
   （2）接口ExecutorService 提供方法shutdown()  啓動一次順序關閉，執行以前提交的任務，但不接受新任務
   

    

   
   Future(框架)：交給我一個任務，我給你一個發票，到時候用發票取結果。
   Executors
   

   此包中所定義的 Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory 和 Callable 類的工廠和實用方法。此類支持以下各種方法：

   • 創建並返回設置有常用配置字符串的 ExecutorService 的方法。
   • 創建並返回設置有常用配置字符串的 ScheduledExecutorService 的方法。
   • 創建並返回“包裝的”ExecutorService 方法，它通過使特定於實現的方法不可訪問來禁用重新配置。
   • 創建並返回 ThreadFactory 的方法，它可將新創建的線程設置爲已知的狀態。
   • 創建並返回非閉包形式的 Callable 的方法，這樣可將其用於需要 Callable 的執行方法中。
   
   （3）線程池的分類
   newFixedThreadPool(int nThreads) 
             創建一個可重用固定線程數的線程池，以共享的無界隊列方式來運行這些線程。
   

    

   
   newCachedThreadPool() 
             創建一個可根據需要創建新線程的線程池，但是在以前構造的線程可用時將重用它們。（可變大小的線程池）
   

    

   
   newSingleThreadExecutor() 
             創建一個使用單個 worker 線程的 Executor，以無界隊列方式來運行該線程。
   

    

   
   newScheduledThreadPool(int corePoolSize) 
             創建一個線程池，它可安排在給定延遲後運行命令或者定期地執行。
   

    

   
   
   （4）定義
   
   （5）使用
   
   
3. 線程池的原理
   
   

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

   　　

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

   　　

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

   　　

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

   　　鏈接

   public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
           super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
                 new DelayedWorkQueue());
       }
   

   　　鏈接

   public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                                 int maximumPoolSize,
                                 long keepAliveTime,
                                 TimeUnit unit,
                                 BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
           this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
                Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
       }
   

   　　

   核心參數
   

   int corePoolSize 核心線程池的大小

   int maximumPoolSize 最大線程數量

   long keepAliveTime 線程保持活動的時間 爲什麼這裏要有保持活動時間？因爲存在覈心線程池，與線程池同生命週期（同生共死），非核心也就是最大線程數量超過核心線程數量的線程，會存在生命週期。

   TimeUnit unit 線程保持活動的時間單位

   BlockingQueue<Runnable> workQueue 任務隊列（BlockingQueue：阻塞隊列）

   defaultHandler 拒絕策略
   
   線程池狀態：
   

   private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;  線程數量
   private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;  最多容量
   private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;
   private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;
   private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;
   private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;
   private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;
   
   

   狀態變化
   
   Execute方法
   

   int c = ctl.get();//獲取當前線程池的狀態
           if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {//當前線程數量小於 coreSize 時創建一個新的線程運行
               if (addWorker(command, true))
                   return;
               c = ctl.get();
           }
           if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {//如果當前線程處於運行狀態，並且寫入阻塞隊列成功
               int recheck = ctl.get();
               if (! isRunning(recheck) && remove(command))  //雙重檢查，再次獲取線程狀態；如果線程狀態變了（非運行狀態）就需要從阻塞隊列移除任務，並嘗試判斷線程是否全部執行完畢。同時執行拒絕策略。
                   reject(command);
               else if (workerCountOf(recheck) == 0)  //如果當前線程池爲空就新創建一個線程並執行。
                   addWorker(null, false);
           }
           else if (!addWorker(command, false)) //如果在第三步的判斷爲非運行狀態，嘗試新建線程，如果失敗則執行拒絕策略
               reject(command);
   }
   

   　　

   
   線程池的關閉
   

   pool.shutdown();
   while(!pool.isTerminated()){
       
   }