「JDK并发包基础」线程池详解

我们每次执行一个多线程任务时用new Thread，这样频繁创建对象会导致系统性能差，线程也缺乏统一管理，可能会无限制新建线程，相互之间竞争导致系统资源耗尽，并且缺乏定时任务，中断等功能。

线程池可以有效的提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，重用存在的线程，减少对象创建。

为了更好的控制多线程，JDK提供了一套线程框架Executor来帮助程序员有效的进行线程控制。Java.util.concurrent 包是专为 Java并发编程而设计的包，其中有一个比较重要的线程工厂类：Executors。

Java通过Executors创建不同功能的线程池，若Executors无法满足需求，我们也可以创建自定义的线程池。本文分为以下部分讲解：

1. newFixedThreadPool()方法
2. newSingleThreadExecutor()方法
3. newCachedThreadPool()方法
4. newScheduledThreadPool()方法
5. 自定义线程池

在讲述之前，因为上面5条在方法体内部其实是创建了ThreadPoolExecutor这个类的对象，所以我们先来看看ThreadPoolExecutor中线程执行任务的示意图，它的执行任务分两种情况：

1).Execute()方法会创建一个线程然后执行一个任务。

2).这个线程在执行完1之后，会反复从BlockingQueue队列(可以看我的上一篇文章【JDK并发包基础】并发容器详解)中获取任务来执行。如果图中所示三个线程同时间在执行任务，还有任务进来则会放入BlockingQueue队列中暂缓起来等待线程空闲去执行。

再者，这3个线程正在使用，队列也满了的话（有界队列的情况），还有任务进来，则会实行拒绝策略。（take()和poll()都是取头元素节点，区别在于前者会删除元素，后者不会）

1.newFixedThreadPool()方法

创建一个固定数量的线程池，里面的线程数始终不变，当有一个线程提交时，若线程池中有空闲的线程，则立即执行。若没有，则会暂缓在一个阻塞队列LinkedBlockingQueue中等待有空闲的线程去执行。newFixedThreadPool()方法的源码如下：

现在我们思考一下：假如有Thread1、Thread2、Thread3、Thread4四条线程分别统计C、D、E、F四个盘的大小，所有线程都统计完毕交给Thread5线程去做汇总，应当如何实现？

第一种方式是用join()来做，不推荐：

推荐使用线程池的方式：

运行结果如下，统计前四个盘大小可以没有顺序，但合计始终在最后：

2. newSingleThreadExecutor()方法

创建只有一个线程的线程池，若线程池中有空闲的线程，则立即执行。若没有，则会暂缓在一个阻塞队列LinkedBlockingQueue中等待有空闲的线程去执行，它保证所有任务按照提交顺序执行。我们来看看newSingleThreadExecutor方法的源码：

应用场景：这个线程池会在仅有的一个线程发生异常时，重新启动一个线程来替代原来的线程执行下去。

3.newCachedThreadPool()方法

创建一个可根据实际情况调整线程个数的线程池，不限制线程数量。若有任务，则创建线程。若无任务，则不创建线程，并且每一个空闲的线程会在60秒后自动回收。我们来看看源码:

源码中的SynchronousQueue这个没有容量的队列一创建，内部就使用take()方法阻塞着，当有一个线程来了直接就执行。

4.newScheduledThreadPool()方法

创建一个大小无限的线程池，此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。它的源码如下：

源码中的DelayedWorkQueue是带有延迟时间的一个队列，其中元素只有当指定时间到了，才能够从队列中获取元素，可以做定时的功能。

创建一个任务，等3秒初始化后每隔1秒打印一句话：

这个类似于Java的Timer定时器，但项目中用Quartz，跟Spring整合的话，最好用@Scheduled注解。ref:Spring Schedule 任务调度实现

5.自定义线程池

在上述Executors工厂类创建线程池时，它的创建线程方法内部实现均用了ThreadPoolExecutor这个类，ThreadPoolExecutor可以实现自定义线程池，它的构造方法如下：

这个构造方法对于BlockingQueue队列是什么类型比较关键，它关乎这个自定义线程池的功能。

1.使用有界队列ArrayBlockingQueue时，实际线程数小于corePoolSize时，则创建线程。若大于corePoolSize时，则任务会加入BlockingQueue队列中，若队列已满，则在实际线程总数不大于maximumPoolSize时，创建新线程。若还大于maximumPoolSize，则执行拒绝策略，或者自定义的其他方式。

2.使用无界队列LinkedBlockingQueue时，缓冲队列，当实际线程超过corePoolSize核心线程数后放置等待的线程，最后等系统空闲了在这个队列里取，maximumPoolSize参数在这里就没有作用了。因为它是无界队列，所以除非系统资源耗尽，否则不会出现任务入队失败的情况。比如创建任务的速度和处理速度差异很大，无界队列会保持快速增长，直到系统内存耗尽。

有界队列和无界队列实例如下：

用LinkedBlockingQueue无界队列执行后结果是每过一段时间5个任务一执行：

对于拒绝策略，即当任务数量超过了系统实际承载能力时该如何处理呢？JDK提供了几种实现策略：

AbortPolicy：直接抛出异常来阻止系统正常工作。

CallerRunsPolicy：只要线程池未关闭，会把丢弃的任务先执行。

DiscardOledestPolicy：丢弃最老的一个请求，尝试再次提交当前任务

DiscardPolicy：丢弃无法处理的任务，不给于任何处理。

这四种策略个人觉得都不太好，我们可以实现一个自定义策略，在这里实现RejectedExecutionHandler接口就好了：

运行结果如下：

到这里已经介绍完了Java并发包下的线程池，博主是个普通的程序猿，水平有限，文章难免有错误，欢迎牺牲自己宝贵时间的读者，就本文内容直抒己见。

系列：

【JDK并发包基础】线程池详解

【JDK并发包基础】并发容器详解

【JDK并发包基础】工具类详解