Java并发编程---线程池的使用

一般我们使用线程的时候就去创建一个线程，这样实现起来非常简便，但是就会有一个问题：

如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。

那么有没有一种办法使得线程可以复用，就是执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务？

在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。

Java中创建线程池很简单，只需要调用Executors中相应的便捷方法即可，比如Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)，但是便捷不仅隐藏了复杂性，也为我们埋下了潜在的隐患（OOM，线程耗尽）。

小程序使用这些快捷方法没什么问题，对于服务端需要长期运行的程序，创建线程池应该直接使用ThreadPoolExecutor的构造方法。

Executors中创建线程池的快捷方法，实际上是调用了ThreadPoolExecutor的构造方法（定时任务使用的是ScheduledThreadPoolExecutor），该类构造方法参数列表如下：

// Java线程池的完整构造函数
public ThreadPoolExecutor(
  int corePoolSize, // 核心池的大小
  int maximumPoolSize, // 线程数的上限
  long keepAliveTime, //表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止
  TimeUnit unit, // 参数keepAliveTime的时间单位，有7种取值:
  BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 一个阻塞队列，用来存储等待执行的任务
  ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂，主要用来创建线程
  RejectedExecutionHandler handler) // 拒绝策略

这些参数中，比较容易引起问题的有corePoolSize, maximumPoolSize, workQueue以及handler：

• corePoolSize和maximumPoolSize设置不当会影响效率，甚至耗尽线程；
• workQueue设置不当容易导致OOM；
• handler设置不当会导致提交任务时抛出异常。

线程池的工作顺序：corePoolSize -> 任务队列 -> maximumPoolSize -> 拒绝策略

Runnable和Callable

可以向线程池提交的任务有两种：Runnable和Callable，二者的区别如下：

• 方法签名不同，void Runnable.run(), V Callable.call() throws Exception
• 是否允许有返回值，Callable允许有返回值
• 是否允许抛出异常，Callable允许抛出异常。

Callable是JDK1.5时加入的接口，作为Runnable的一种补充，允许有返回值，允许抛出异常。

线程池流程

execute()和submit()方法

1. execute()，执行一个任务，没有返回值。
2. submit()，提交一个线程任务，有返回值。
3. submit(Callable task)能获取到它的返回值，通过future.get()获取（阻塞直到任务执行完）。一般使用FutureTask+Callable配合使（IntentService中有体现）。
4. submit(Runnable task, T result)能通过传入的载体result间接获得线程的返回值。
5. submit(Runnable task)则是没有返回值的，就算获取它的返回值也是null。
6. Future.get方法会使取结果的线程进入阻塞状态，知道线程执行完成之后，唤醒取结果的线程，然后返回结果。

附注：

Java通过Executors默认提供四种线程池，分别为：

1. newSingleThreadExecutor
   创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

2. newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

3. newScheduledThreadPool 创建一个可定期或者延时执行任务的定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

4. newCachedThreadPool 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

5. newWorkStealingPool，这个是 JDK1.8版本加入的一种线程池，适合使用在很耗时的操作，但是newWorkStealingPool不是ThreadPoolExecutor的扩展，它是新的线程池类ForkJoinPool的扩展，但是都是在统一的一个Executors类中实现，由于能够合理的使用CPU进行对任务操作（并行操作），所以适合使用在很耗时的任务中。