含义

装线程的池子,目的是管理线程,避免大量创建线程,增加开销,影响响应速度。

//五个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue)

//六个参数的构造函数-1
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory)

//六个参数的构造函数-2
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          RejectedExecutionHandler handler)

//七个参数的构造函数
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) 
corePoolSize -> 该线程池中核心线程数最大值

核心线程:在创建完线程池之后,核心线程先不创建,在接到任务之后创建核心线程。并且会一直存在于线程池中(即使这个线程啥都不干),有任务要执行时,如果核心线程没有被占用,会优先用核心线程执行任务。数量一般情况下设置为CPU核数的二倍即可。  


maximumPoolSize -> 该线程池中线程总数最大值

线程总数=核心线程数+非核心线程数。

非核心线程:简单理解,即核心线程都被占用,但还有任务要做,就创建非核心线程。

keepAliveTime -> 非核心线程闲置超时时长

这个参数可以理解为,任务少,但池中线程多,非核心线程不能白养着,超过这个时间不工作的就会被干掉,但是核心线程会保留。


TimeUnit -> keepAliveTime的单位
这个参数是个枚举类型
    * DAYS
    * HOURS
    * MINUTES
    * SECONDS
    * MILLISECONDS
    * MICROSECONDS
    * NANOSECONDS微毫秒


BlockingQueue workQueue -> 线程池中的任务队列

默认情况下,任务进来之后先分配给核心线程执行,核心线程如果都被占用,并不会立刻开启非核心线程执行任务,而是将任务插入任务队列等待执行,核心线程会从任务队列取任务来执行,任务队列可以设置最大值,一旦插入的任务足够多,达到最大值,才会创建非核心线程执行任务。

常见的workQueue有四种:

SynchronousQueue:这个队列接收到任务的时候,会直接提交给线程处理,而不保留它,如果所有线程都在工作怎么办?那就新建一个线程来处理这个任务!所以为了保证不出现<线程数达到了maximumPoolSize而不能新建线程>的错误,使用这个类型队列的时候,maximumPoolSize一般指定成Integer.MAX_VALUE,即无限大。

LinkedBlockingQueue:这个队列接收到任务的时候,如果当前已经创建的核心线程数小于线程池的核心线程数上限,则新建线程(核心线程)处理任务;如果当前已经创建的核心线程数等于核心线程数上限,则进入队列等待。由于这个队列没有最大值限制,即所有超过核心线程数的任务都将被添加到队列中,这也就导致了maximumPoolSize的设定失效,因为总线程数永远不会超过corePoolSize

ArrayBlockingQueue:可以限定队列的长度,接收到任务的时候,如果没有达到corePoolSize的值,则新建线程(核心线程)执行任务,如果达到了,则入队等候,如果队列已满,则新建线程(非核心线程)执行任务,又如果总线程数到了maximumPoolSize,并且队列也满了,则发生错误,或是执行实现定义好的饱和策略。

DelayQueue:队列内元素必须实现Delayed接口,这就意味着你传进去的任务必须先实现Delayed接口。这个队列接收到任务时,首先先入队,只有达到了指定的延时时间,才会执行任务。  

ThreadFactory threadFactory -> 创建线程的工厂

可以用线程工厂给每个创建出来的线程设置名字。一般情况下无须设置该参数。  

RejectedExecutionHandler handler -> 饱和策略

这是当任务队列和线程池都满了时所采取的应对策略,默认是AbordPolicy, 表示无法处理新任务,并抛出 RejectedExecutionException 异常。此外还有3种策略,它们分别如下。

CallerRunsPolicy:用调用者所在的线程来处理任务。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。
DiscardPolicy:不能执行的任务,并将该任务删除。
DiscardOldestPolicy:丢弃队列最近的任务,并执行当前的任务。

如何使用线程池

以上是原理,线面说用法,java给我们提供了四种线程池
FixedThreadPool * CachedThreadPool * SingleThreadExecutor * ScheduledThreadPool

  1. FixedThreadPool
可重用固定线程数的线程池,超出的线程会在队列中等待,在Executors类中我们可以找到创建方式

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


FixedThreadPool的corePoolSize和maximumPoolSize都设置为参数nThreads,也就是只有固定数量的核心线程,不存在非核心线程。keepAliveTime为0L表示多余的线程立刻终止,因为不会产生多余的线程,所以这个参数是无效的。FixedThreadPool的任务队列采用的是LinkedBlockingQueue。

创建线程池的方法,在我们的程序中只需要,后面其他种类的同理:  

public static void main(String[] args) {
        // 参数是要线程池的线程最大值
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
}
  1. CachedThreadPool
CachedThreadPool是一个根据需要创建线程的线程池。  

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


CachedThreadPool的corePoolSize是0,maximumPoolSize是Int的最大值,也就是说CachedThreadPool没有核心线程,全部都是非核心线程,并且没有上限。keepAliveTime是60秒,就是说空闲线程等待新任务60秒,超时则销毁。此处用到的队列是阻塞队列SynchronousQueue,这个队列没有缓冲区,所以其中最多只能存在一个元素,有新的任务则阻塞等待。

  1. SingleThreadExecutor
SingleThreadExecutor是使用单个线程工作的线程池。其创建源码如下

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


我们可以看到总线程数和核心线程数都是1,所以就只有一个核心线程。该线程池才用链表阻塞队列LinkedBlockingQueue,先进先出原则,所以保证了任务的按顺序逐一进行。  
  1. ScheduledThreadPool
ScheduledThreadPool是一个能实现定时和周期性任务的线程池,它的创建源码如下:  

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

可以看出corePoolSize是传进来的固定值,maximumPoolSize无限大,因为采用的队列DelayedWorkQueue是无解的,所以maximumPoolSize参数无效。该线程池执行如下:  
当执行scheduleAtFixedRate或者scheduleWithFixedDelay方法时,会向DelayedWorkQueue添加一个实现RunnableScheduledFuture接口的ScheduledFutureTask(任务的包装类),并会检查运行的线程是否达到corePoolSize。如果没有则新建线程并启动ScheduledFutureTask,然后去执行任务。

如果运行的线程达到了corePoolSize时,则将任务添加到DelayedWorkQueue中。DelayedWorkQueue会将任务进行排序,先要执行的任务会放在队列的前面。在跟此前介绍的线程池不同的是,当执行完任务后,会将ScheduledFutureTask中的time变量改为下次要执行的时间并放回到DelayedWorkQueue中。