Java 线程池详解
系统启动一个线程的成本是比较高的，因为它涉及到与操作系统的交互，使用线程池的好处是提高性能，当系统中包含大量并发的线程时，会导致系统性能剧烈下降，甚至导致JVM崩溃，而线程池的最大线程数参数可以控制系统中并发线程数不超过次数。
一、Executors工厂类用来产生线程池，该工厂类包含以下几个静态工厂方法来创建对应的线程池。创建的线程池是一个ExecutorService对象，使用该对象的submit方法或者是execute方法执行相应的Runnable或者是Callable任务。线程池本身在不再需要的时候调用shutdown()方法停止线程池，调用该方法后，该线程池将不再允许任务添加进来，但是会直到已添加的所有任务执行完成后才死亡。
1、newCachedThreadPool()，创建一个具有缓存功能的线程池，提交到该线程池的任务（Runnable或Callable对象）创建的线程，如果执行完成，会被缓存到CachedThreadPool中，供后面需要执行的任务使用。
importjava.util.concurrent.ExecutorService;
importjava.util.concurrent.Executors;
publicclassCacheThreadPool{
staticclassTaskimplementsRunnable{
@Override
publicvoidrun(){
System.out.println(this+""+Thread.currentThread().getName()+"AllStackTracesmapsize:"
+Thread.currentThread().getAllStackTraces().size());
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
ExecutorServicecacheThreadPool=Executors.newCachedThreadPool();
//先添加三个任务到线程池
for(inti=0;i<3;i++){
cacheThreadPool.execute(newTask());
}
//等三个线程执行完成后，再次添加三个任务到线程池
try{
Thread.sleep(3000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
for(inti=0;i<3;i++){
cacheThreadPool.execute(newTask());
}
}
}
执行结果如下：
CacheThreadPool$Task@2d312eb9pool-1-thread-1AllStackTracesmapsize:7 CacheThreadPool$Task@59522b86pool-1-thread-3AllStackTracesmapsize:7 CacheThreadPool$Task@73dbb89fpool-1-thread-2AllStackTracesmapsize:7 CacheThreadPool$Task@5795cedcpool-1-thread-3AllStackTracesmapsize:7 CacheThreadPool$Task@256d5600pool-1-thread-1AllStackTracesmapsize:7 CacheThreadPool$Task@7d1c5894pool-1-thread-2AllStackTracesmapsize:7
线程池中的线程对象进行了缓存，当有新任务执行时进行了复用。但是如果有特别多的并发时，缓存线程池还是会创建很多个线程对象。
2、newFixedThreadPool(intnThreads)创建一个指定线程个数，线程可复用的线程池。
importjava.util.concurrent.ExecutorService;
importjava.util.concurrent.Executors;
publicclassFixedThreadPool{
staticclassTaskimplementsRunnable{
@Override
publicvoidrun(){
System.out.println(this+""+Thread.currentThread().getName()+"AllStackTracesmapsize:"
+Thread.currentThread().getAllStackTraces().size());
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
ExecutorServicefixedThreadPool=Executors.newFixedThreadPool(3);
//先添加三个任务到线程池
for(inti=0;i<5;i++){
fixedThreadPool.execute(newTask());
}
//等三个线程执行完成后，再次添加三个任务到线程池
try{
Thread.sleep(3);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
for(inti=0;i<3;i++){
fixedThreadPool.execute(newTask());
}
}
}
执行结果：
FixedThreadPool$Task@7045c12dpool-1-thread-2AllStackTracesmapsize:7 FixedThreadPool$Task@50fa0befpool-1-thread-2AllStackTracesmapsize:7 FixedThreadPool$Task@ccb1870pool-1-thread-2AllStackTracesmapsize:7 FixedThreadPool$Task@7392b4e3pool-1-thread-1AllStackTracesmapsize:7 FixedThreadPool$Task@5bdeff18pool-1-thread-2AllStackTracesmapsize:7 FixedThreadPool$Task@7d5554e1pool-1-thread-1AllStackTracesmapsize:7 FixedThreadPool$Task@24468092pool-1-thread-3AllStackTracesmapsize:7 FixedThreadPool$Task@fa7b978pool-1-thread-2AllStackTracesmapsize:7
3、newSingleThreadExecutor(),创建一个只有单线程的线程池，相当于调用newFixedThreadPool(1)
4、newSheduledThreadPool(intcorePoolSize),创建指定线程数的线程池，它可以在指定延迟后执行线程。也可以以某一周期重复执行某一线程，知道调用shutdown()关闭线程池。
示例如下：
importjava.util.concurrent.Executors;
importjava.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
importjava.util.concurrent.TimeUnit;
publicclassScheduledThreadPool{
staticclassTaskimplementsRunnable{
@Override
publicvoidrun(){
System.out.println("time"+System.currentTimeMillis()+""+Thread.currentThread().getName()+"AllStackTracesmapsize:"
+Thread.currentThread().getAllStackTraces().size());
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
ScheduledExecutorServicescheduledExecutorService=Executors.newScheduledThreadPool(3);
scheduledExecutorService.schedule(newTask(),3,TimeUnit.SECONDS);
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(newTask(),3,5,TimeUnit.SECONDS);
try{
Thread.sleep(30*1000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
scheduledExecutorService.shutdown();
}
}
运行结果如下：
time1458921795240pool-1-thread-1AllStackTracesmapsize:6 time1458921795241pool-1-thread-2AllStackTracesmapsize:6 time1458921800240pool-1-thread-1AllStackTracesmapsize:7 time1458921805240pool-1-thread-1AllStackTracesmapsize:7 time1458921810240pool-1-thread-1AllStackTracesmapsize:7 time1458921815240pool-1-thread-1AllStackTracesmapsize:7 time1458921820240pool-1-thread-1AllStackTracesmapsize:7
由运行时间可看出，任务是按照5秒的周期执行的。
5、newSingleThreadScheduledExecutor()创建一个只有一个线程的线程池，同调用newScheduledThreadPool(1)。
二、ForkJoinPool和ForkJoinTask
ForkJoinPool是ExecutorService的实现类，支持将一个任务划分为多个小任务并行计算，在把多个小任务的计算结果合并成总的计算结果。它有两个构造函数
ForkJoinPool(intparallelism)创建一个包含parallelism个并行线程的ForkJoinPool。
ForkJoinPool(),以Runtime.availableProcessors()方法返回值作为parallelism参数来创建ForkJoinPool。
ForkJoinTask代表一个可以并行，合并的任务。它是实现了Future<T>接口的抽象类，它有两个抽象子类，代表无返回值任务的RecuriveAction和有返回值的RecursiveTask。可根据具体需求继承这两个抽象类实现自己的对象，然后调用ForkJoinPool的submit方法执行。
RecuriveAction示例如下，实现并行输出0-300的数字。
importjava.util.concurrent.ForkJoinPool;
importjava.util.concurrent.RecursiveAction;
importjava.util.concurrent.TimeUnit;
publicclassActionForkJoinTask{
staticclassPrintTaskextendsRecursiveAction{
privatestaticfinalintTHRESHOLD=50;
privateintstart;
privateintend;
publicPrintTask(intstart,intend){
this.start=start;
this.end=end;
}
@Override
protectedvoidcompute(){
if(end-start<THRESHOLD){
for(inti=start;i<end;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+""+i);
}
}else{
intmiddle=(start+end)/2;
PrintTaskleft=newPrintTask(start,middle);
PrintTaskright=newPrintTask(middle,end);
left.fork();
right.fork();
}
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
ForkJoinPoolpool=newForkJoinPool();
pool.submit(newPrintTask(0,300));
try{
pool.awaitTermination(2,TimeUnit.SECONDS);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
pool.shutdown();
}
}
在拆分小任务后，调用任务的fork（）方法，加入到ForkJoinPool中并行执行。
RecursiveTask示例，实现并行计算100个整数求和。拆分为每20个数求和后获取结果，在最后合并为最后的结果。
importjava.util.Random;
importjava.util.concurrent.ExecutionException;
importjava.util.concurrent.ForkJoinPool;
importjava.util.concurrent.Future;
importjava.util.concurrent.RecursiveTask;
publicclassTaskForkJoinTask{
staticclassCalTaskextendsRecursiveTask<Integer>{
privatestaticfinalintTHRESHOLD=20;
privateintarr[];
privateintstart;
privateintend;
publicCalTask(int[]arr,intstart,intend){
this.arr=arr;
this.start=start;
this.end=end;
}
@Override
protectedIntegercompute(){
intsum=0;
if(end-start<THRESHOLD){
for(inti=start;i<end;i++){
sum+=arr[i];
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"sum:"+sum);
returnsum;
}else{
intmiddle=(start+end)/2;
CalTaskleft=newCalTask(arr,start,middle);
CalTaskright=newCalTask(arr,middle,end);
left.fork();
right.fork();
returnleft.join()+right.join();
}
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
intarr[]=newint[100];
Randomrandom=newRandom();
inttotal=0;
for(inti=0;i<arr.length;i++){
inttmp=random.nextInt(20);
total+=(arr[i]=tmp);
}
System.out.println("total"+total);
ForkJoinPoolpool=newForkJoinPool(4);
Future<Integer>future=pool.submit(newCalTask(arr,0,arr.length));
try{
System.out.println("calresult:"+future.get());
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}catch(ExecutionExceptione){
e.printStackTrace();
}
pool.shutdown();
}
}
执行结果如下：
total912 ForkJoinPool-1-worker-2sum:82 ForkJoinPool-1-worker-2sum:123 ForkJoinPool-1-worker-2sum:144 ForkJoinPool-1-worker-3sum:119 ForkJoinPool-1-worker-2sum:106 ForkJoinPool-1-worker-2sum:128 ForkJoinPool-1-worker-2sum:121 ForkJoinPool-1-worker-3sum:89 calresult:912
子任务执行完后，调用任务的join（）方法获取子任务执行结果，再相加获得最后的结果。