线程和线程池 -- 线程池

一、线程池的优点

1.重用线程池中的线程，避免因为线程的创建和销毁所带来的性能开销。
2.能有效控制线程池的最大并发数，避免大量的线程之间因互相抢占系统资源而导致的阻塞现象。
3.能够对线程进行简单的管理，并提供定时执行以及指定间隔循环执行等功能。

二、ThreadPoolExecutor

构造方法

TheadPoolExecutor是线程池的真正实现，常用构造方法如下：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, 
BlockingQueue workQueue, ThreadFactory threadFactory)

corePoolSize：线程池的核心线程数，默认情况下，核心线程会在线程池中一直存活，即使它们处于闲置状态。如果将ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为true的话，那么闲置的核心线程在等待新任务到来时会有超时策略，这个时间间隔由keepAliveTime来指定，当等待时间超过keepAliveTime所指定的时长后，核心线程就会被终止。
maximumPoolSize：线程池所能容纳的最大线程数，当活动线程数达到这个数值后，后续的新任务将会被阻塞。
keepAliveTime：非核心线程闲置时的超时时长，超过这个时长，非核心线程就会被回收。当ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为true时，keepAliveTime同样也会作用于核心线程。
unit：用于指定keepAliveTime参数的时间单位，常用的有TimeUnit.MILLISECONDS(毫秒)、TimeUnit.SECONDS(秒)、TimeUnit.MINUTES(分钟)等。
workQueue：线程池中的工作队列，通过线程池的execute方法提交的Runnable对象会存储在这个参数中。
threadFactory：线程工厂，为线程池提供创建新线程的功能。TheadFactory是一个接口，它只有一个方法：Thead newThead(Runnable r)。
ThreadPoolExecutor还有一个不常用的参数RejectedExecutionHandler handler。当线程池无法执行新任务时，可能是由于任务队列已满或者是无法成功执行任务，这个时候TheadPoolExecutor会调用handler的rejectedExecution方法来通知调用者，默认情况下，rejectedExecution方法会直接抛出一个RejectedExecutionException。

工作过程

1.如果线程池中的线程数量未达到核心线程的数量，那么会直接启动一个核心线程来执行任务。
2.如果线程池中的线程数量已经达到或者超过核心线程的数量，那么任务会被插入到任务队列中排队等待执行。
3.如果任务无法插入到任务队列，这往往是由于任务队列已满，这个时候如果线程数量未达到线程池规定的最大值，那么会立刻启动一个非核心线程来执行任务。
4.如果线程数量已经达到线程池规定的最大值，那么就拒绝执行此任务，TheadPoolExecutor会调用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法来通知调用者。

三、AsyncTask

private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
// We want at least 2 threads and at most 4 threads in the core pool,
// preferring to have 1 less than the CPU count to avoid saturating
// the CPU with background work
private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;

private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
    private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

    public Thread newThread(Runnable r) {
        return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
    }
};

private static final BlockingQueue sPoolWorkQueue =
        new LinkedBlockingQueue(128);

/**
 * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
 */
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;

static {
    ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
            CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,
            sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
    threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
    THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
}

/**
 * An {@link Executor} that executes tasks one at a time in serial
 * order.  This serialization is global to a particular process.
 */
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();

四、线程池分类

1.FixedThreadPool

通过Executors的newFixedThreadPool方法来创建。它只有数量固定的核心线程并且这些核心线程没有超时机制。另外任务队列LinkedBlockingQueue的大小没有限制，当所有的线程都处于活动状态时，新任务都会处于等待状态。
能够更加快速地响应外界的请求。

//定义
new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
        0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
        new LinkedBlockingQueue());

//使用
Runnable command = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        SystemClock.sleep(2000);
    }
};
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(4);
fixedThreadPool.execute(command);

2.CachedThreadPool

通过Executors的newCachedThreadPool方法来创建。它只有数量没有限制的非核心线程，这些非核心线程的超时时长为60秒。另外任务队列SynchronousQueue无法存储元素。
适合执行大量的耗时较少的任务。

//定义
new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
        60L, TimeUnit.SECONDS,
        new SynchronousQueue());

//使用
Runnable command = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        SystemClock.sleep(2000);
    }
};
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
cachedThreadPool.execute(command);

3.ScheduledThreadPool

通过Executors的newScheduledThreadPool方法来创建。它的核心线程数量固定，非核心线程数量没有限制，并且非核心线程闲置时会被立即回收。
用于执行定时任务和具有固定周期的重复任务。

//定义
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
                DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
                new DelayedWorkQueue());
    }

//使用
Runnable command = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        SystemClock.sleep(2000);
    }
};
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(4);
scheduledThreadPool.schedule(command, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(command, 10, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

4.SingleThreadExecutor

通过Executors的newSingleThreadExecutor方法来创建。它只有一个核心线程。
统一所有任务到一个线程，使得这些任务不需要处理线程同步问题。

//定义
new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue()));

//使用
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
singleThreadExecutor.execute(command);