1.背景
执行一个异步任务我们可能只是如下new Thread：
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}).start();
}jdk8之后可以用lambda
public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName())).start();
}如果是这样那你就out太多了，new Thread的弊端如下：
a. 每次new Thread新建对象性能差。
b. 线程缺乏统一管理，可能无限制新建线程，相互之间竞争，及可能占用过多系统资源导致死机或oom。
c. 缺乏更多功能，如定时执行、定期执行、线程中断。
相比new Thread，Java提供的四种线程池的好处在于：
a. 重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。
b. 可有效控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。
c. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。
2、Java 线程池
Java通过Executors提供四种线程池，分别为：
（1）newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。 线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。 可能导致内存溢出,一般使用newFixedThreadPool代替
（2）newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
（3）newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
（4）newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。
（5） newSingleThreadScheduledExecutor
创建只有一条线程的线程池，他可以在指定延迟后执行线程任务
（6）newWorkStealingPool（这个是在jdk1.8出来的）会更加所需的并行层次来动态创建和关闭线程。它同样会试图减少任务队列的大小，所以比较适于高负载的环境。同样也比较适用于当执行的任务会创建更多任务，如递归任务。适合使用在很耗时的操作，但是newWorkStealingPool不是ThreadPoolExecutor的扩展，它是新的线程池类ForkJoinPool的扩展，但是都是在统一的一个Executors类中实现，由于能够合理的使用CPU进行对任务操作（并行操作），所以适合使用在很耗时的任务中
(1). newCachedThreadPool
创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。示例代码如下：
package com.zoo.lion.modules.test.thread;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* @Author: xf
* @Date: 2019/7/10 10:56
* @Version 1.0
*/
public class ThreadPool {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
try {
Thread.sleep(index * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
cachedThreadPool.execute(() -> System.out.println(index));
}
}
}
线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。
(2). newFixedThreadPool
创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。示例代码如下：
public static void main(String[] args) {
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
fixedThreadPool.execute(() -> {
try {
System.out.println(index);
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
}因为线程池大小为3，每个任务输出index后sleep 2秒，所以每两秒打印3个数字。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。
(3) newScheduledThreadPool
创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下：
public static void main(String[] args) {
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
scheduledThreadPool.schedule(() -> System.out.println("delay 3 seconds"), 3, TimeUnit.SECONDS);
}表示延迟3秒执行。
定期执行示例代码如下：
public static void main(String[] args) {
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(() -> System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds"), 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
}表示延迟1秒后每3秒执行一次。
ScheduledExecutorService比Timer更安全，功能更强大。
(4)、newSingleThreadExecutor
创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。示例代码如下：
public static void main(String[] args) {
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
singleThreadExecutor.execute(() -> {
try {
System.out.println(index);
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
}结果依次输出，相当于顺序执行各个任务。
(5)、newSingleThreadScheduledExecutor
代码：
package com.zoo.lion.modules.test.thread;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* @Author: xf
* @Date: 2019/7/10 11:37
* @Version 1.0
*/
public class newSingleThreadScheduledExecutor {
private static long start = new Date().getTime();
private static final ScheduledExecutorService excutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(() -> {
long end = new Date().getTime();
System.out.println("time wait:" + (end - start) + ",this is 线程1");
}, "线程1");
Thread thread2 = new Thread(() -> {
long end = new Date().getTime();
System.out.println("time wait:" + (end - start) + ",this is 线程2");
}, "线程2");
Thread thread3 = new Thread(() -> {
long end = new Date().getTime();
System.out.println("time wait:" + (end - start) + ",this is 线程3");
}, "线程3");
excutor.scheduleWithFixedDelay(thread1, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);
excutor.scheduleWithFixedDelay(thread2, 0, 2, TimeUnit.SECONDS);
excutor.scheduleWithFixedDelay(thread3, 0, 3, TimeUnit.SECONDS);
}
}
线程池executor调用scheduleWithFixedDelay方法，同时放入三个不同调度的线程。从结果中可以看出每个线程按照自己的调度互不干扰的运行。此时修改线程2加一个阻塞再看看运行结果。
Thread thread2 = new Thread(() -> {
long end = new Date().getTime();
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("time wait:"+(end-start)+",this is 线程2");
},"线程2");
从结果中可以看出，当线程2被阻塞时，其它的线程也被阻塞不能运行。所以使用Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()来创建线程池同时放入多个线程时，每个线程都会按照自己的调度来执行，但是当其中一个线程被阻塞时，其它的线程都会受到影响被阻塞，不过依然都会按照自身调度来执行，但是会存在阻塞延迟。
(6)、newWorkStealingPool
newWorkStealingPool适合使用在很耗时的操作，但是newWorkStealingPool不是ThreadPoolExecutor的扩展，它是新的线程池类ForkJoinPool的扩展，但是都是在统一的一个Executors类中实现，由于能够合理的使用CPU进行对任务操作（并行操作），所以适合使用在很耗时的任务中，代码示例如下：
package com.zoo.lion.modules.test.thread;
import org.junit.Test;
import java.util.concurrent.*;
/**
* @Author: xf
* @Date: 2019/7/10 11:09
* @Version 1.0
*/
public class WorkStealingPoolTest {
// 线程数
private static final int threads = 10;
// 用于计数线程是否执行完成
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threads);
@Test
public void test1() throws InterruptedException {
System.out.println("---- start ----");
ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();
for (int i = 0; i < threads; i++) {
executorService.execute(() -> {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
} catch (Exception e) {
System.out.println(e);
} finally {
countDownLatch.countDown();
}
});
}
countDownLatch.await();
System.out.println("---- end ----");
}
@Test
public void test2() throws InterruptedException {
System.out.println("---- start ----");
ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();
for (int i = 0; i < threads; i++) {
// Callable 带返回值
executorService.submit(new Thread(() -> {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
countDownLatch.countDown();
}
}));
}
countDownLatch.await();
System.out.println("---- end ----");
}
@Test
public void test3() throws ExecutionException, InterruptedException {
System.out.println("---- start ----");
ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool();
for (int i = 0; i < threads; i++) {
// Runnable 带返回值
FutureTask<?> futureTask = new FutureTask<>(new Callable<String>() {
/**
* call
* @return currentThreadName
*/
@Override
public String call() {
return Thread.currentThread().getName();
}
});
executorService.submit(new Thread(futureTask));
System.out.println(futureTask.get());
}
System.out.println("---- end ----");
}
}
线程池的作用：
线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。
根 据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果；少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量，其他线程排 队等候。一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待进程，线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时，如果线程池 中有等待的工作线程，就可以开始运行了；否则进入等待队列。
为什么要用线程池:
1.减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
2.可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。
Java里面线程池的顶级接口是Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。
比较重要的几个类：
| ExecutorService |
真正的线程池接口。 |
| ScheduledExecutorService |
能和Timer/TimerTask类似，解决那些需要任务重复执行的问题。 |
| ThreadPoolExecutor |
ExecutorService的默认实现。 |
| ScheduledThreadPoolExecutor |
继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现。 |
要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此在Executors类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。
1. newSingleThreadExecutor
创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
2.newFixedThreadPool
创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。
3. newCachedThreadPool
创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，
那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。
4.newScheduledThreadPool
创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
例子：
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
}
}public class TestSingleThreadExecutor {
public static void main(String[] args) {
//创建一个可重用固定线程数的线程池
ExecutorService pool = Executors. newSingleThreadExecutor();
//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();
Thread t3 = new MyThread();
Thread t4 = new MyThread();
Thread t5 = 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();
}
}
publicclass TestFixedThreadPool {
publicstaticvoid main(String[] args) {
//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 = new MyThread();
Thread t2 = new MyThread();
Thread t3 = new MyThread();
Thread t4 = new MyThread();
Thread t5 = 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();
}
}
public class TestCachedThreadPool {
public static void main(String[] args) {
//创建一个可重用固定线程数的线程池
ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
//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();
Thread t3 = new MyThread();
Thread t4 = new MyThread();
Thread t5 = 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();
}
}
public class TestScheduledThreadPoolExecutor {
public static void main(String[] args) {
ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间就触发异常
@Override
publicvoid run() {
//throw new RuntimeException();
System.out.println("================");
}
}, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间打印系统时间，证明两者是互不影响的
@Override
publicvoid run() {
System.out.println(System.nanoTime());
}
}, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}
