介紹 Java 自帶的線程池（1）

原文：http://blog.csdn.net/YidingHe/article/details/3889785

從 Java 5 開始，Java 提供了自己的線程池。線程池就是一個線程的容器，每次只執行額定數量的線程。 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 就是這樣的線程池。它很靈活，但使用起來也比較複雜，本文就對其做一個介紹。

首先是構造函數。以最簡單的構造函數爲例：

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

看起來挺複雜的。這裏介紹一下。

• corePoolSize 指的是保留的線程池大小。
• maximumPoolSize 指的是線程池的最大大小。
• keepAliveTime 指的是空閒線程結束的超時時間。
• unit 是一個枚舉，表示 keepAliveTime 的單位。
• workQueue 表示存放任務的隊列。
  

我們可以從線程池的工作過程中瞭解這些參數的意義。線程池的工作過程如下：

1、線程池剛創建時，裏面沒有一個線程。任務隊列是作爲參數傳進來的。不過，就算隊列裏面有任務，線程池也不會馬上執行它們。

 

2、當調用 execute() 方法添加一個任務時，線程池會做如下判斷：

    a. 如果正在運行的線程數量小於 corePoolSize，那麼馬上創建線程運行這個任務；

    b. 如果正在運行的線程數量大於或等於 corePoolSize，那麼將這個任務放入隊列。

    c. 如果這時候隊列滿了，而且正在運行的線程數量小於 maximumPoolSize，那麼還是要創建線程運行這個任務；

    d. 如果隊列滿了，而且正在運行的線程數量大於或等於 maximumPoolSize，那麼線程池會拋出異常，告訴調用者“我不能再接受任務了”。

 

3、當一個線程完成任務時，它會從隊列中取下一個任務來執行。

 

4、當一個線程無事可做，超過一定的時間（keepAliveTime）時，線程池會判斷，如果當前運行的線程數大於corePoolSize，那麼這個線程就被停掉。所以線程池的所有任務完成後，它最終會收縮到 corePoolSize 的大小。

 

這樣的過程說明，並不是先加入任務就一定會先執行。假設隊列大小爲 10，corePoolSize 爲 3，maximumPoolSize 爲 6，那麼當加入 20 個任務時，執行的順序就是這樣的：首先執行任務 1、2、3，然後任務 4~13 被放入隊列。這時候隊列滿了，任務 14、15、16 會被馬上執行，而任務 17~20 則會拋出異常。最終順序是：1、2、3、14、15、16、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13。下面是一個線程池使用的例子：

public static void main(String[] args) {
    BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>();
    ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 1, TimeUnit.DAYS, queue);

    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        executor.execute(new Runnable() {

            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(String.format("thread %d finished", this.hashCode()));
            }
        });
    }
    executor.shutdown();
}

對這個例子的說明如下：

 

1、BlockingQueue 只是一個接口，常用的實現類有 LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue。用LinkedBlockingQueue 的好處在於沒有大小限制。這樣的話，因爲隊列不會滿，所以 execute() 不會拋出異常，而線程池中運行的線程數也永遠不會超過 corePoolSize 個，keepAliveTime 參數也就沒有意義了。

 

2、shutdown() 方法不會阻塞。調用 shutdown() 方法之後，主線程就馬上結束了，而線程池會繼續運行直到所有任務執行完纔會停止。如果不調用 shutdown() 方法，那麼線程池會一直保持下去，以便隨時添加新的任務。

 

到這裏對於這個線程池還只是介紹了一小部分。ThreadPoolExecutor 具有很強的可擴展性，不過擴展它的前提是要熟悉它的工作方式。後面的文章將會介紹如何擴展 ThreadPoolExecutor 類。