java多线程详解介绍线程池使用

ゝ一纸荒年。 2022-06-06 20:18 333阅读 0赞

Java中实现多线程有两种途径：继承Thread类或者实现Runnable接口。Runnable是接口，建议用接口的方式生成线程，因为接口可以实现多继承，况且Runnable只有一个run方法，很适合继承。在使用Thread的时候只需继承Thread，并且new一个实例出来，调用start()方法即可以启动一个线程。

Thread Test = new Thread();

Test.start();

在使用Runnable的时候需要先new一个实现Runnable的实例，之后启动Thread即可。

Test impelements Runnable;

Test t = new Test();

Thread test = new Thread(t);

test.start();

总结：Thread和Runnable是实现java多线程的2种方式，runable是接口，thread是类，建议使用runable实现java多线程，不管如何，最终都需要通过thread.start()来使线程处于可运行状态。

2、 认识Thread的start和run

1） start：

用start方法来启动线程，真正实现了多线程运行，这时无需等待run方法体代码执行完毕而直接继续执行下面的代码。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程，这时此线程处于就绪（可运行）状态，并没有运行，一旦得到spu时间片，就开始执行run()方法，这里方法run()称为线程体，它包含了要执行的这个线程的内容，Run方法运行结束，此线程随即终止。

2） run：

run()方法只是类的一个普通方法而已，如果直接调用Run方法，程序中依然只有主线程这一个线程，其程序执行路径还是只有一条，还是要顺序执行，还是要等待run方法体执行完毕后才可继续执行下面的代码，这样就没有达到写线程的目的。

总结：调用start方法方可启动线程，而run方法只是thread的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。

3、 线程状态说明

线程状态从大的方面来说，可归结为：初始状态、可运行状态、不可运行状态和消亡状态，具体可细分为上图所示7个状态，说明如下：

1） 线程的实现有两种方式，一是继承Thread类，二是实现Runnable接口，但不管怎样，当我们new了thread实例后，线程就进入了初始状态；

2） 当该对象调用了start()方法，就进入可运行状态；

3） 进入可运行状态后，当该对象被操作系统选中，获得CPU时间片就会进入运行状态；

4） 进入运行状态后case就比较多，大致有如下情形：

﹒run()方法或main()方法结束后，线程就进入终止状态；

﹒当线程调用了自身的sleep()方法或其他线程的join()方法，就会进入阻塞状态(该状态既停止当前线程，但并不释放所占有的资源)。当sleep()结束或join()结束后，该线程进入可运行状态，继续等待OS分配时间片；

﹒当线程刚进入可运行状态(注意，还没运行)，发现将要调用的资源被锁牢(synchroniza,lock)，将会立即进入锁池状态，等待获取锁标记(这时的锁池里也许已经有了其他线程在等待获取锁标记，这时它们处于队列状态，既先到先得)，一旦线程获得锁标记后，就转入可运行状态，等待OS分配CPU时间片；

﹒当线程调用wait()方法后会进入等待队列(进入这个状态会释放所占有的所有资源，与阻塞状态不同)，进入这个状态后，是不能自动唤醒的，必须依靠其他线程调用notify()或notifyAll()方法才能被唤醒(由于notify()只是唤醒一个线程，但我们由不能确定具体唤醒的是哪一个线程，也许我们需要唤醒的线程不能够被唤醒，因此在实际使用时，一般都用notifyAll()方法，唤醒有所线程)，线程被唤醒后会进入锁池，等待获取锁标记。

﹒当线程调用stop方法，即可使线程进入消亡状态，但是由于stop方法是不安全的，不鼓励使用，大家可以通过run方法里的条件变通实现线程的stop

生产者消费者模式代码如下：

public class ThreadDemo \{

public static boolean flag=false;  
public static void main(String\[\] args) \{  
class Good\{  
private int num;  
public synchronized void produce(String name)\{  
while(flag)\{  
try \{  
wait();  
\} catch (InterruptedException e) \{  
e.printStackTrace();  
\}  
\}  
num++;  
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产了。。。"+num);  
flag=true;  
notifyAll();  
\}  
public synchronized void consum()\{  
while(!flag)\{  
try \{  
wait();  
\} catch (InterruptedException e) \{  
e.printStackTrace();  
\}  
\}  
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费了。。。"+num);  
flag=false;  
notifyAll();  
\}  
\}  
Good g = new Good();  
new Thread(new Runnable() \{  
@Override  
public void run() \{  
while(true)\{  
g.produce("商品");  
\}  
\}  
\},"生产者一号：").start();  
new Thread(new Runnable() \{  
@Override  
public void run() \{  
while(true)\{  
g.produce("商品");  
\}  
\}  
\},"生产者二号：").start();  
  
new Thread(new Runnable() \{  
@Override  
public void run() \{  
while(true)\{  
g.consum();  
\}  
\}  
\},"消费者二号：").start();  
  
new Thread(new Runnable() \{  
@Override  
public void run() \{  
while(true)\{  
g.consum();  
\}  
\}  
\},"消费者二号：").start();  
\}  
\}

**java线程池**

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：

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; widows:1"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> ExecutorService </td> 
 <td> 真正的线程池接口。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ScheduledExecutorService </td> 
 <td> 能和Timer/TimerTask类似，解决那些需要任务重复执行的问题。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ThreadPoolExecutor </td> 
 <td> ExecutorService的默认实现。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> ScheduledThreadPoolExecutor </td> 
 <td> 继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

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。

**实例**

**1：newSingleThreadExecutor**

MyThread.java

TestSingleThreadExecutor.java

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; widows:1"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(159,211,164)"> publicclassTestSingleThreadExecutor&nbsp;{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;publicstaticvoid&nbsp;main(String[] args) { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//创建一个可重用固定线程数的线程池 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;ExecutorService pool = Executors.&nbsp;newSingleThreadExecutor(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t1 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t2 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t3 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t4 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t5 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//将线程放入池中进行执行 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t1); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t2); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t3); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t4); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t5); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//关闭线程池 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.shutdown(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**输出结果**

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; widows:1"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(159,211,164)"> pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**2newFixedThreadPool**

TestFixedThreadPool.Java

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; widows:1"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> publicclass&nbsp;TestFixedThreadPool { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;publicstaticvoid&nbsp;main(String[] args) { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//创建一个可重用固定线程数的线程池 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t1 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t2 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t3 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t4 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t5 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//将线程放入池中进行执行 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t1); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t2); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t3); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t4); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t5); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//关闭线程池 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.shutdown(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**输出结果**

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; widows:1"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(159,211,164)"> pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-2正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-2正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

3** newCachedThreadPool**

TestCachedThreadPool.java

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; widows:1"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(159,211,164)"> publicclass&nbsp;TestCachedThreadPool { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;publicstaticvoid&nbsp;main(String[] args) { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//创建一个可重用固定线程数的线程池 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t1 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t2 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t3 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t4 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Thread t5 =new&nbsp;MyThread(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//将线程放入池中进行执行 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t1); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t2); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t3); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t4); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.execute(t5); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//关闭线程池 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;pool.shutdown(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

输出结果：

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; widows:1"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(159,211,164)"> pool-1-thread-2正在执行。。。 pool-1-thread-4正在执行。。。 pool-1-thread-3正在执行。。。 pool-1-thread-1正在执行。。。 pool-1-thread-5正在执行。。。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

4**newScheduledThreadPool**

TestScheduledThreadPoolExecutor.java

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; widows:1"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background:rgb(159,211,164)"> publicclass&nbsp;TestScheduledThreadPoolExecutor { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;publicstaticvoid&nbsp;main(String[] args) { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;ScheduledThreadPoolExecutor exec =new&nbsp;ScheduledThreadPoolExecutor(1); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;exec.scheduleAtFixedRate(new&nbsp;Runnable() { //每隔一段时间就触发异常 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;@Override &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;publicvoid&nbsp;run() { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//throw new RuntimeException(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;System.out.println("================"); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;}, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;exec.scheduleAtFixedRate(new&nbsp;Runnable() { //每隔一段时间打印系统时间，证明两者是互不影响的 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;@Override &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;publicvoid&nbsp;run() { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;System.out.println(System.nanoTime()); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;}, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

输出结果

# 三：ThreadPoolExecutor详解 #

ThreadPoolExecutor的完整构造方法的签名是：**ThreadPoolExecutor**`(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)` .

**corePoolSize** - 池中所保存的线程数，包括空闲线程。

**maximumPoolSize**\-池中允许的最大线程数。

**keepAliveTime** - 当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

**unit** - keepAliveTime 参数的时间单位。

**workQueue** - 执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由 execute方法提交的 Runnable任务。

**threadFactory** - 执行程序创建新线程时使用的工厂。

**handler** - 由于超出线程范围和队列容量而使执行被阻塞时所使用的处理程序。

**ThreadPoolExecutor是Executors类的底层实现。**

在JDK帮助文档中，有如此一段话：

“强烈建议程序员使用较为方便的`Executors`工厂方法`Executors.newCachedThreadPool()`（无界线程池，可以进行自动线程回收）、`Executors.newFixedThreadPool(int)`（固定大小线程池）`Executors.newSingleThreadExecutor()`（单个后台线程）

它们均为大多数使用场景预定义了设置。”

下面介绍一下几个类的源码：

**ExecutorService  newFixedThreadPool (int nThreads):固定大小线程池。**

可以看到，corePoolSize和maximumPoolSize的大小是一样的（实际上，后面会介绍，如果使用无界queue的话maximumPoolSize参数是没有意义的），keepAliveTime和unit的设值表名什么？-就是该实现不想keep alive！最后的BlockingQueue选择了LinkedBlockingQueue，该queue有一个特点，他是无界的。

**ExecutorService  newSingleThreadExecutor()：单线程**

**ExecutorService newCachedThreadPool()：无界线程池，可以进行自动线程回收**

这个实现就有意思了。首先是无界的线程池，所以我们可以发现maximumPoolSize为big big。其次BlockingQueue的选择上使用SynchronousQueue。可能对于该BlockingQueue有些陌生，简单说：该QUEUE中，每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作。

先从[BlockingQueue][]<[Runnable][BlockingQueue]> workQueue这个入参开始说起。在JDK中，其实已经说得很清楚了，一共有三种类型的queue。

所有BlockingQueue都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互：

如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor始终首选添加新的线程，而不进行排队。（如果当前运行的线程小于corePoolSize，则任务根本不会存放，添加到queue中，而是直接抄家伙（thread）开始运行）

如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor始终首选将请求加入队列，**而不添加新的线程**。

如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。

**queue上的三种类型。**

排队有三种通用策略：

**直接提交。**工作队列的默认选项是 SynchronousQueue，它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此，如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集时出现锁。直接提交通常要求无界maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。

**无界队列。**使用无界队列（例如，不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue）将导致在所有 corePoolSize 线程都忙时新任务在队列中等待。这样，创建的线程就不会超过 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize的值也就无效了。）当每个任务完全独立于其他任务，即任务执行互不影响时，适合于使用无界队列；例如，在 Web页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求，当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。

**有界队列。**当使用有限的 maximumPoolSizes时，有界队列（如 ArrayBlockingQueue）有助于防止资源耗尽，但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型队列和小型池可以最大限度地降低 CPU使用率、操作系统资源和上下文切换开销，但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞（例如，如果它们是 I/O边界），则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小，CPU使用率较高，但是可能遇到不可接受的调度开销，这样也会降低吞吐量。

**BlockingQueue的选择。**

**例子一：使用直接提交策略，也即SynchronousQueue。**

首先SynchronousQueue是无界的，也就是说他存数任务的能力是没有限制的，但是由于该Queue本身的特性，**在某次添加元素后必须等待其他线程取走后才能继续添加**。在这里不是核心线程便是新创建的线程，但是我们试想一样下，下面的场景。

我们使用一下参数构造ThreadPoolExecutor：

1.     new ThreadPoolExecutor(

2.                 2, 3, 30, TimeUnit.SECONDS,

3.                 new  SynchronousQueue<Runnable>(),

4.                 new RecorderThreadFactory("CookieRecorderPool"),

1.              new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

new ThreadPoolExecutor(

2, 3, 30, TimeUnit.SECONDS,

new SynchronousQueue<Runnable>(),

new RecorderThreadFactory("CookieRecorderPool"),

new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

当核心线程已经有2个正在运行.

1.  此时继续来了一个任务（A），根据前面介绍的“如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor始终首选将请求加入队列，**而不添加新的线程**。”,所以A被添加到queue中。
2.  又来了一个任务（B），且核心2个线程还没有忙完，OK，接下来首先尝试1中描述，但是由于使用的SynchronousQueue，所以一定无法加入进去。
3.  此时便满足了上面提到的“如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。”，所以必然会新建一个线程来运行这个任务。
4.  暂时还可以，但是如果这三个任务都还没完成，连续来了两个任务，第一个添加入queue中，后一个呢？queue中无法插入，而线程数达到了maximumPoolSize，所以只好执行异常策略了。

所以在使用SynchronousQueue通常要求maximumPoolSize是无界的，这样就可以避免上述情况发生（如果希望限制就直接使用有界队列）。对于使用SynchronousQueue的作用jdk中写的很清楚：此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集时出现锁。

什么意思？如果你的任务A1，A2有内部关联，A1需要先运行，那么先提交A1，再提交A2，当使用SynchronousQueue我们可以保证，A1必定先被执行，在A1么有被执行前，A2不可能添加入queue中。

**例子二：使用无界队列策略，即LinkedBlockingQueue**

这个就拿**newFixedThreadPool**来说，根据前文提到的规则：

如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。那么当任务继续增加，会发生什么呢？

如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。OK，此时任务变加入队列之中了，那什么时候才会添加新线程呢？

如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。这里就很有意思了，可能会出现无法加入队列吗？不像SynchronousQueue那样有其自身的特点，对于无界队列来说，总是可以加入的（资源耗尽，当然另当别论）。换句说，永远也不会触发产生新的线程！corePoolSize大小的线程数会一直运行，忙完当前的，就从队列中拿任务开始运行。所以要防止任务疯长，比如任务运行的实行比较长，而添加任务的速度远远超过处理任务的时间，而且还不断增加，不一会儿就爆了。

**例子三：有界队列，使用ArrayBlockingQueue。**

这个是最为复杂的使用，所以JDK不推荐使用也有些道理。与上面的相比，最大的特点便是可以防止资源耗尽的情况发生。

举例来说，请看如下构造方法：

1.     new ThreadPoolExecutor(

2.                 2, 4, 30, TimeUnit.SECONDS,

3.                 new ArrayBlockingQueue<Runnable>(2),

4.                 new RecorderThreadFactory("CookieRecorderPool"),

5.                 new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

new ThreadPoolExecutor(

2, 4, 30, TimeUnit.SECONDS,

new ArrayBlockingQueue<Runnable>(2),

new RecorderThreadFactory("CookieRecorderPool"),

new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

假设，所有的任务都永远无法执行完。

对于首先来的A,B来说直接运行，接下来，如果来了C,D，他们会被放到queue中，如果接下来再来E,F，则增加线程运行E，F。但是如果再来任务，队列无法再接受了，线程数也到达最大的限制了，所以就会使用拒绝策略来处理。

**keepAliveTime**

jdk中的解释是：当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

有点拗口，其实这个不难理解，在使用了“池”的应用中，大多都有类似的参数需要配置。比如[数据库][Link 1]连接池，DBCP中的maxIdle，minIdle参数。

什么意思？接着上面的解释，后来向老板派来的工人始终是“借来的”，俗话说“有借就有还”，但这里的问题就是什么时候还了，如果借来的工人刚完成一个任务就还回去，后来发现任务还有，那岂不是又要去借？这一来一往，老板肯定头也大死了。

合理的策略：既然借了，那就多借一会儿。直到“某一段”时间后，发现再也用不到这些工人时，便可以还回去了。这里的某一段时间便是keepAliveTime的含义，TimeUnit为keepAliveTime值的度量。

**RejectedExecutionHandler**

另一种情况便是，即使向老板借了工人，但是任务还是继续过来，还是忙不过来，这时整个队伍只好拒绝接受了。

RejectedExecutionHandler接口提供了对于拒绝任务的处理的自定方法的机会。在ThreadPoolExecutor中已经默认包含了4中策略，因为源码非常简单，这里直接贴出来。

**CallerRunsPolicy**：线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。

1.     public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) \{

2.                 if (!e.isShutdown()) \{

3.                     r.run();

4.                 \}

5.             \}

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) \{

if (!e.isShutdown()) \{

r.run();

这个策略显然不想放弃执行任务。但是由于池中已经没有任何资源了，那么就直接使用调用该execute的线程本身来执行。

**AbortPolicy：**处理程序遭到拒绝将抛出运行时RejectedExecutionException

1.     public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) \{

2.                 throw new RejectedExecutionException();

3.             \}

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) \{

throw new RejectedExecutionException();

这种策略直接抛出异常，丢弃任务。

**DiscardPolicy：**不能执行的任务将被删除

1.     public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) \{

2.             \}

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) \{

这种策略和AbortPolicy几乎一样，也是丢弃任务，只不过他不抛出异常。

**DiscardOldestPolicy：**如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程）

1.     public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) \{

2.                 if (!e.isShutdown()) \{

3.                     e.getQueue().poll();

4.                     e.execute(r);

5.                 \}

1.          \}

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) \{

if (!e.isShutdown()) \{

e.getQueue().poll();

e.execute(r);

该策略就稍微复杂一些，在pool没有关闭的前提下首先丢掉缓存在队列中的最早的任务，然后重新尝试运行该任务。这个策略需要适当小心。

设想:如果其他线程都还在运行，那么新来任务踢掉旧任务，缓存在queue中，再来一个任务又会踢掉queue中最老任务。

总结：

keepAliveTime和maximumPoolSize及BlockingQueue的类型均有关系。如果BlockingQueue是无界的，那么永远不会触发maximumPoolSize，自然keepAliveTime也就没有了意义。

反之，如果核心数较小，有界BlockingQueue数值又较小，同时keepAliveTime又设的很小，如果任务频繁，那么系统就会频繁的申请回收线程。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) \{

return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,

0L, TimeUnit.MILLISECONDS,

new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

[BlockingQueue]: http://dongxuan.iteye.com/admin/blogs/901659/
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/14

java多线程详解介绍线程池使用

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