线程池Executors.newFixedThreadPool

Sun在Java5中，对Java线程的类库做了大量的扩展，其中线程池就是Java5的新特征之一，除了线程池之外，还有很多多线程相关的内容，为多线程的编程带来了极大便利。为了编写高效稳定可靠的多线程程序，线程部分的新增内容显得尤为重要。 

线程池的概念：

线程池的基本思想还是一种对象池的思想，开辟一块内存空间，里面存放了众多(未死亡)的线程，池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时，从池中取一个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。 

（举个简单的例子，线程池就相当于一个水池又或者是一个笔筒，里面放着很多的笔，当有线程任务的时候，就从笔筒去除，用完之后就再次放入进去。）

个人理解：

1、在Java5之前，要实现一个线程池是相当有难度的，现在Java5为我们做好了一切，我们只需要按照提供的API来使用，即可享受线程池带来的极大便利。 

2、Java5的线程池分好多种：具体的可以分为两类，固定尺寸的线程池、可变尺寸连接池。 

3、在使用线程池之前，必须知道如何去创建一个线程池，在Java5中，需要了解java.util.concurrent.Executors类的API，这个类提供大量创建连接池的静态方法，是必须掌握的。 

一、固定大小的线程池，newFixedThreadPool：

 package app.executors;

 import java.util.concurrent.Executors;
 import java.util.concurrent.ExecutorService;

 /**
  * Java线程：线程池
  *
  * @author 冯小卫
  */
 public class Test {
     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.newFixedThreadPool(5);
         // 创建线程
         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();
     }
 }

 class MyThread extends Thread {
     @Override
     public void run() {
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
     }
 }

输出结果：

 pool-1-thread-1正在执行。。。
 pool-1-thread-3正在执行。。。
 pool-1-thread-4正在执行。。。
 pool-1-thread-2正在执行。。。
 pool-1-thread-5正在执行。。。

改变ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5)中的参数：ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)，输出结果是：

 pool-1-thread-1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。。。
 pool-1-thread-2正在执行。。。

从以上结果可以看出，newFixedThreadPool的参数指定了可以运行的线程的最大数目，超过这个数目的线程加进去以后，不会运行。其次，加入线程池的线程属于托管状态，线程的运行不受加入顺序的影响。

 

二、单任务线程池，newSingleThreadExecutor：

仅仅是把上述代码中的ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)改为ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

输出结果：

 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。。。

可以看出，每次调用execute方法，其实最后都是调用了thread-1的run方法。

 

三、可变尺寸的线程池，newCachedThreadPool：

与上面的类似，只是改动下pool的创建方式：ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

输出：

 pool-1-thread-1正在执行。。。
 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-5正在执行。。。

这种方式的特点是：可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们。

四、延迟连接池，newScheduledThreadPool：

 package app.executors;

 import java.util.concurrent.Executors;
 import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
 import java.util.concurrent.TimeUnit;

 /**
  * Java线程：线程池
  *
  * @author 冯小卫
  */
 public class Test {
     public static void main(String[] args) {
         // 创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
         ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(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();
         // 将线程放入池中进行执行
         pool.execute(t1);
         // 使用延迟执行风格的方法
         pool.schedule(t2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
         pool.schedule(t3, 10, TimeUnit.MILLISECONDS);

         // 关闭线程池
         pool.shutdown();
     }
 }

 class MyThread extends Thread {
     @Override
     public void run() {
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
     }
 }

读者可以尝试改变Executors.newScheduledThreadPool(2)的参数来得到更多的体验，当然，让

 @Override
 public void run() {
     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
 }

1、ExecutorService：

是一个接口，继承了Executor:

public interface ExecutorService extends Executor {
}

2、Executor：

而Executor亦是一个接口，该接口只包含了一个方法：

void execute(Runnable command);

3、Executors：

该类是一个辅助类，此包中所定义的 Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory 和 Callable 类的工厂和实用方法。

此类支持以下各种方法：

• 创建并返回设置有常用配置字符串的 ExecutorService 的方法。
• 创建并返回设置有常用配置字符串的 ScheduledExecutorService 的方法。
• 创建并返回“包装的”ExecutorService 方法，它通过使特定于实现的方法不可访问来禁用重新配置。
• 创建并返回 ThreadFactory 的方法，它可将新创建的线程设置为已知的状态。
• 创建并返回非闭包形式的 Callable 的方法，这样可将其用于需要 Callable 的执行方法中。

4、创建ExecutorService的方法：

newFixedThreadPool()

创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。

5、ExecutorService的方法：

shutdown

void shutdown()

启动一次顺序关闭，执行以前提交的任务，但不接受新任务。如果已经关闭，则调用没有其他作用。 

抛出：

SecurityException - 如果安全管理器存在并且关闭，此 ExecutorService 可能操作某些不允许调用者修改的线程（因为它没有保持  RuntimePermission ("modifyThread")），或者安全管理器的  checkAccess 方法拒绝访问。

启动一次顺序关闭，执行以前提交的任务，但不接受新任务。如果已经关闭，则调用没有其他作用。

awaitTermination

boolean awaitTermination(long timeout,
                         TimeUnit unit)
                         throws InterruptedException

请求关闭、发生超时或者当前线程中断，无论哪一个首先发生之后，都将导致阻塞，直到所有任务完成执行。 

参数：

timeout - 最长等待时间

unit - timeout 参数的时间单位

返回：

如果此执行程序终止，则返回  true；如果终止前超时期满，则返回  false

抛出：

InterruptedException - 如果等待时发生中断

请求关闭、发生超时或者当前线程中断，无论哪一个首先发生之后，都将导致阻塞，直到所有任务完成执行。既是等待所有子线程执行结束。

execute

void execute(Runnable command)

在未来某个时间执行给定的命令。该命令可能在新的线程、已入池的线程或者正调用的线程中执行，这由  Executor实现决定。 

参数：

command - 可运行的任务

抛出：

RejectedExecutionException - 如果不能接受执行此任务。

NullPointerException - 如果命令为 null

在未来某个时间执行给定的命令。该命令可能在新的线程、已入池的线程或者正调用的线程中执行，这由 Executor 实现决定。

submit

Future submit(Runnable task)

提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。该 Future 的  get 方法在 成功 完成时将会返回 null。 

参数：

task - 要提交的任务

返回：

表示任务等待完成的 Future

抛出：

RejectedExecutionException - 如果任务无法安排执行

NullPointerException - 如果该任务为 null

提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。该 Future 的 get 方法在成功 完成时将会返回 null。

6、下面是相关的使用例子：

public class ExecutorServiceTest {
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
    // 创建一个固定大小的线程池
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        System.out.println("创建线程" + i);
        Runnable run = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("启动线程");
            }
        };
        // 在未来某个时间执行给定的命令
        service.execute(run);
    }
    // 关闭启动线程
    service.shutdown();
    // 等待子线程结束，再继续执行下面的代码
    service.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.DAYS);
    System.out.println("all thread complete");
}

}

可以发现线程被循环创建，但是启动线程却不是连续的，而是由ExecutorService决定的。