Java使用線程池創建多線程

在JDK5.0之前，創建線程有2種方式，一種是直接繼承Thread，另外一種就是實現Runnable接口。

我們使用線程的時候就去創建一個線程，這樣實現起來非常簡便，但是就會有一個問題：

如果併發的線程數量很多，並且每個線程都是執行一個時間很短的任務就結束了，這樣頻繁創建線程就會

大大降低系統的效率，因爲頻繁創建線程和銷燬線程需要時間。

那麼有沒有一種辦法使得線程可以複用，就是執行完一個任務，並不被銷燬，而是可以繼續執行其他的任務？

在Java中可以通過線程池來達到這樣的效果。

新增方式：使用線程池

• 背景：經常創建和銷燬、使用量特別大的資源，比如併發情況下的線程， 對性能影響很大。
• 思路：提前創建好多個線程，放入線程池中，使用時直接獲取，使用完 放回池中。可以避免頻繁創建銷燬、實現重複利用。類似生活中的公共交 通工具。
• 好處：
  • 提高響應速度（減少了創建新線程的時間）
  • 降低資源消耗（重複利用線程池中線程，不需要每次都創建）
  • 便於線程管理

JDK 5.0起提供了線程池相關API：ExecutorService 和 Executors

ExecutorService：真正的線程池接口。常見子類ThreadPoolExecutor

• void execute(Runnable command) ：執行任務/命令，沒有返回值，一般用來執行 Runnable
• <T> Future<T> submit(Callable <T> task)：執行任務，有返回值，一般用來執行 Callable
• void shutdown() ：關閉連接池

Executors：工具類、線程池的工廠類，用於創建並返回不同類型的線程池：

• Executors.newCachedThreadPool()：創建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閒線程，若無可回收，則新建線程。
• Executors.newFixedThreadPool(n)：創建一個可重用固定線程數的線程池，可控制線程最大併發數，超出的線程會在隊列中等待。
• Executors.newSingleThreadExecutor() ：創建一個單線程化的線程池，它只會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。
• Executors.newScheduledThreadPool(n)：創建一個可定期或者延時執行任務的定長線程池，支持定時及週期性任務執行。

/**
 * 打印100以內的偶數和奇數
 *
 * 創建多線程的方式四：使用線程池
 */

class NumberThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<=100;i++){
            if (i % 2 ==0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
            }
        }
    }
}
class NumberThread1 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<=100;i++){
            if (i % 2 !=0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
            }
        }
    }
}
public class ThreadPool {

    public static void main(String[] args) {
        //1.提供指定線程數量的線程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);

        System.out.println(executorService.getClass());

        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = (ThreadPoolExecutor) executorService;

        //threadPoolExecutor.setCorePoolSize(15);

        //2.執行指定線程的操作。需要提供實現Runnable接口或Callable接口實現類的對象
        NumberThread numberThread = new NumberThread();

        executorService.execute(numberThread); //適合使用與RunnableThreadPoolExecutor
        executorService.execute(new NumberThread1());

        //executorService.submit(); //適合使用於Callable

        //3.關閉線程池
        executorService.shutdown();
    }
}

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拓展：

Java中的ThreadPoolExecutor類

java.uitl.concurrent.ThreadPoolExecutor類是線程池中最核心的一個類，因此如果要透徹地瞭解Java中的線程池，必須先了解這個類。下面我們來看一下ThreadPoolExecutor類的具體實現源碼。
　　
在ThreadPoolExecutor類中提供了四個構造方法：

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
    .....
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
            BlockingQueue<Runnable> workQueue);
 
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
            BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory);
 
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
            BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler);
 
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,
        BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);
    ...
}

從上面的代碼可以得知，ThreadPoolExecutor繼承了AbstractExecutorService類，並提供了四個構造器

下面解釋下一下構造器中各個參數的含義：

• corePoolSize：核心池的大小，這個參數跟後面講述的線程池的實現原理有非常大的關係。
  在創建了線程池後，默認情況下，線程池中並沒有任何線程，而是等待有任務到來才創建線程去執行任務，除非調用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法

  從這2個方法的名字就可以看出，是預創建線程的意思，即在沒有任務到來之前就創建corePoolSize個線程或者一個線程。

  默認情況下，在創建了線程池後，線程池中的線程數爲0，當有任務來之後，就會創建一個線程去執行任務，當線程池中的線程數目達到corePoolSize後，就會把到達的任務放到緩存隊列當中；

• maximumPoolSize：線程池最大線程數，這個參數也是一個非常重要的參數，它表示在線程池中最多能創建多少個線程；

• keepAliveTime：表示線程沒有任務執行時最多保持多久時間會終止。
  默認情況下，只有當線程池中的線程數大於corePoolSize時，keepAliveTime纔會起作用，直到線程池中的線程數不大於corePoolSize，即當線程池中的線程數大於corePoolSize時，如果一個線程空閒的時間達到keepAliveTime，則會終止，直到線程池中的線程數不超過corePoolSize。

  但是如果調用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在線程池中的線程數不大於corePoolSize時，keepAliveTime參數也會起作用，直到線程池中的線程數爲0；

• unit：參數keepAliveTime的時間單位，有7種取值，在TimeUnit類中有7種靜態屬性：

TimeUnit.DAYS;               //天
TimeUnit.HOURS;             //小時
TimeUnit.MINUTES;           //分鐘
TimeUnit.SECONDS;           //秒
TimeUnit.MILLISECONDS;      //毫秒
TimeUnit.MICROSECONDS;      //微妙
TimeUnit.NANOSECONDS;       //納秒

• workQueue：一個阻塞隊列，用來存儲等待執行的任務，這個參數的選擇也很重要，會對線程池的運行過程產生重大影響，一般來說，這裏的阻塞隊列有以下幾種選擇：

ArrayBlockingQueue;
LinkedBlockingQueue;
SynchronousQueue;

ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用較少，一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。線程池的排 隊策略與BlockingQueue有關。

• threadFactory：線程工廠，主要用來創建線程；
• handler：表示當拒絕處理任務時的策略，有以下四種取值：

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務並拋出RejectedExecutionException異常。 
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務，但是不拋出異常。 
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，然後重新嘗試執行任務（重複此過程）
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由調用線程處理該任務