Executors详解

      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。 

　　有关Java5线程新特征的内容全部在java.util.concurrent下面，里面包含数目众多的接口和类，熟悉这部分API特征是一项艰难的学习过程。目前有关这方面的资料和书籍都少之又少，大所属介绍线程方面书籍还停留在java5之前的知识层面上。 

　　当然新特征对做多线程程序没有必须的关系，在java5之前通用可以写出很优秀的多线程程序。只是代价不一样而已。 

　　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。 

　　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。 

　　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。 

　　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，需要了解的是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。

下面主要介绍如何开始创建线程以及管理线程池，在 Java 语言中，一个最简单的线程如下代码所示：

Runnable runnable = new Runnable(){
   public void run(){
      System.out.println("Run");
   }
}
可通过下面一行代码来启动这个线程：
new Thread(runnable).start();

这是一个再简单不过的例子了，但如果你有许多需要长时间运行的任务同时执行，并需要等所有的这些线程都执行完毕，还想得到一个返回值，那么这就有点小小难度了。但 Java 已经有解决方案给你，那就是 Executors ，一个简单的类可以让你创建线程池和线程工厂。一个线程池使用类 ExecutorService 的实例来表示，通过 ExecutorService 你可以提交任务，并进行调度执行。下面列举一些你可以通过 Executors 类来创建的线程池的类型：

①单线程线程池：Single Thread Executor : 只有一个线程的线程池，因此所有提交的任务是顺序执行，

代码：Executors.newSingleThreadExecutor()
说明：创建大小为1的固定线程池，同时执行任务(task)的只有一个,其它的（任务）task都放在LinkedBlockingQueue中排队等待执行。

 

②缓存线程池：Cached Thread Pool : 线程池里有很多线程需要同时执行，老的可用线程将被新的任务触发重新执行，如果线程超过60秒内没执行，那么将被终止并从池中删除，

代码：Executors.newCachedThreadPool()

说明：使用时，放入线程池的task任务会复用线程或启动新线程来执行，注意事项：启动的线程数如果超过整型最大值后会抛出RejectedExecutionException异常，启动后的线程存活时间为一分钟。

③固定线程数线程池：Fixed Thread Pool : 拥有固定线程数的线程池，如果没有任务执行，那么线程会一直等待，

代码：Executors.newFixedThreadPool()
说明：创建固定大小(nThreads,大小不能超过int的最大值)的线程池，缓冲任务的队列为LinkedBlockingQueue,大小为整型的最大数，当使用此线程池时，在同执行的任务数量超过传入的线程池大小值后，将会放入LinkedBlockingQueue，在LinkedBlockingQueue中的任务需要等待线程空闲后再执行，如果放入LinkedBlockingQueue中的任务超过整型的最大数时，抛出RejectedExecutionException。（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。）

 

④周期性线程的线程池 : Scheduled Thread Pool : 用来调度即将执行的任务的线程池，

代码：Executors.newScheduledThreadPool()

⑤单线程周期性线程池：Single Thread Scheduled Pool : 只有一个线程，用来调度执行将来的任务，代码：
Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()
说明：线程keepAliveTime为0，缓存任务的队列为DelayedWorkQueue，注意不要超过整型的最大值。

一旦你创建了一个线程池，你就可以往池中通过不同的方法提交执行任务，可提交 Runnable 或者 Callable 到线程池中，该方法返回一个 Future 实例表示任务的状态，如果你提交一个 Runnable ，那么如果任务完成后 Future 对象返回 null。
例如，你编写下面的 Callable：

private final class StringTask extends Callable{
   public String call(){
      //Long operations
 
      return "Run";
   }
}
如果你想使用4个线程来执行这个任务10次，那么代码如下：

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4);
 
for(int i = 0; i < 10; i++){
   pool.submit(new StringTask());
}
但你必须手工的关闭线程池来结束所有池中的线程：

pool.shutdown();
如果你不这么做，JVM 并不会去关闭这些线程；另外你可以使用 shutdownNow() 的方法来强制关闭线程池，那么执行中的线程也会被中断，所有尚未被执行的任务也将不会再执行。但这个例子中，你无法获取任务的执行状态，因此我们需要借助 Future 对象：

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4);
 
List> futures = new ArrayList>(10);
 
for(int i = 0; i < 10; i++){
   futures.add(pool.submit(new StringTask()));
}
 
for(Future future : futures){
   String result = future.get();
 
   //Compute the result
}
 
pool.shutdown();
 

不过这段代码稍微有点复杂，而且有不足的地方。如果第一个任务耗费非常长的时间来执行，然后其他的任务都早于它结束，那么当前线程就无法在第一个任务结束之前获得执行结果，但是别着急，Java 为你提供了解决方案——CompletionService。一个 CompletionService 就是一个服务，用以简化等待任务的执行结果，实现的类是 ExecutorCompletionService，该类基于 ExecutorService，因此我们可试试下面的代码：

ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(4);
CompletionService pool = new ExecutorCompletionService(threadPool);
 
for(int i = 0; i < 10; i++){
   pool.submit(new StringTask());
}
 
for(int i = 0; i < 10; i++){
   String result = pool.take().get();
 
   //Compute the result
}
 
threadPool.shutdown();
通过这段代码，我们可以根据执行结束的顺序获取对应的结果，而无需维护一个 Future 对象的集合。这就是本文的全部，通过 Java 为我们提供的各种工具，可以方便的进行多任务的编程，通过使用 Executors、ExecutorService 以及 CompletionService 等工具类，我们可以创建复杂的并行任务执行算法，而且可以轻松改变线程数。

自定义线程池

public class TestThread {
    public static void main(String args[]){
          //创建等待队列 
        BlockingQueue bqueue = new ArrayBlockingQueue(20); 
        //创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。 
        ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(2,3,2,TimeUnit.MILLISECONDS,bqueue); 

        //创建实现了runnable接口的对象
        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()+" is running...");
    try { 
         Thread.sleep(100L); 
     } catch (InterruptedException e) { 
             e.printStackTrace(); 
     } 
     }
 }

原文出处：https://blog.csdn.net/aimiaochun1/article/details/73604788