多线程------线程池(初识)、几种常见的线程池及实现(初步了解)

线程池思想概述/概念

• 频繁创建线程，会大大降低系统的效率，因为创建线程和销毁线程需要时间。
• 在Java中可以通过线程池来达到线程复用，即执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务
• 线程池：其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。

线程池的工作原理（图解）

线程池的好处

1. 降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
2. 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
3. 提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

线程池的使用

先来看：Executor、ExecutorService、Executors是什么

• Java中线程池的顶级接口是java.util.concurrent.Executor，但Executor并不是一个线程池，而只是定义了执行线程的规范，Executor 接口对象用来执行线程任务。
• 真正的线程池接口是java.util.concurrent.ExecutorService，定义了线程池的规范。它继承了Executor接口并进行了扩展，提供了更多的方法，获得任务执行的状态并且可以获取任务的返回值。
• java.util.concurrent.Executors线程工厂类提供了一些静态方法，生成一些常用的线程池。官方建议使用Executors工厂类来创建线程池对象。

创建线程池

Executors类的静态方法—>创建线程池ExecutorService对象

• public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：返回线程池对象。(创建的是有界线程池,也就是池中的线程个数可以指定最大数量)

从线程池获取线程并执行

线程池ExecutorService对象的成员方法—>获取/执行线程

• public Future<?> submit(Runnable task):获取线程池中的某一个线程对象，并执行

Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用。

使用线程池中线程对象的步骤、具体实现：

步骤------

1. 创建线程池对象。
2. 创建Runnable接口子类对象。(task)
3. 提交Runnable接口子类对象。(take task)
4. 关闭线程池(一般不做)。

具体实现（代码）------

Runnable实现类代码：

public class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("我要一个教练");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("教练来了： " + Thread.currentThread().getName());System.out.println("教我游泳,交完后，教练回到了游泳池");}
}

线程池测试类：

public class ThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) {// 创建线程池对象ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2个线程对象// 创建Runnable实例对象MyRunnable r = new MyRunnable();//自己创建线程对象的方式// Thread t = new Thread(r);// t.start(); ---> 调用MyRunnable中的run()// 从线程池中获取线程对象,然后调用MyRunnable中的run()service.submit(r);// 再获取个线程对象，调用MyRunnable中的run()service.submit(r);service.submit(r);// 注意：submit方法调用结束后，程序并不终止，是因为线程池控制了线程的关闭。// 将使用完的线程又归还到了线程池中// 关闭线程池//service.shutdown();}
}

常用的几种线程池

有哪几个

• newCachedThreadPool 可缓存线程池
• newFixedThreadPool 指定工作线程数量的线程池
• newSingleThreadExecutor 单线程化的 Executor，即只创建唯一的工作者线程
• newScheduleThreadPoo 定长的线程池，而且支持定时的以及周期性的任务执行

各池详解

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。

这种类型的线程池特点是：

•  工作线程的创建数量几乎没有限制(其实也有限制的,数目为 Interger. MAX_VALUE), 这样可灵活的往
  线程池中添加线程。
•  如果长时间没有往线程池中提交任务，即如果工作线程空闲了指定的时间(默认为 1 分钟)，则该工作
  线程将自动终止。终止后，如果你又提交了新的任务，则线程池重新创建一个工作线程。
•  在使用 CachedThreadPool 时，一定要注意控制任务的数量，否则，由于大量线程同时运行，很有
  会造成系统瘫痪。

示例代码如下：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class ThreadPoolExecutorTest {public static void main(String[] args) {ExecutorService cachedThreadPool =Executors.newCachedThreadPool();for (int i = 0; i < 10; i++) {final int index = i;try {Thread.sleep(index * 1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}cachedThreadPool.execute(new Runnable() {public void run() {System.out.println(index);}});}}
}

newFixedThreadPool

• 创建一个指定工作线程数量的线程池。每当提交一个任务就创建一个工作线程，如果工作线程数量达到线程池初始的最大数，则将提交的任务存入到池队列中。
• FixedThreadPool 是一个典型且优秀的线程池，它具有线程池提高程序效率和节省创建线程时所耗的开销的优点。但是，在线程池空闲时，即线程池中没有可运行任务时，它不会释放工作线程，还会占用一定的系统资源。

示例代码如下：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class ThreadPoolExecutorTest {public static void main(String[] args) {ExecutorService fixedThreadPool =Executors.newFixedThreadPool(3);for (int i = 0; i < 10; i++) {final int index = i;fixedThreadPool.execute(new Runnable() {public void run() {try {System.out.println(index);Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});}}
}

分析：

• 因为线程池大小为 3，每个任务输出 index 后 sleep 2 秒，所以每两秒打印 3 个数字。
• 定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置如 Runtime.getRuntime().availableProcessors()。

newSingleThreadExecutor

• 创建一个单线程化的 Executor，即只创建唯一的工作者线程来执行任务，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。如果这个线程异常结束，会有另一个取代它，保证顺序执行。单工作线程最大的特点是可保证顺序地执行各个任务，并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。

示例代码如下：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class ThreadPoolExecutorTest {public static void main(String[] args) {ExecutorService singleThreadExecutor =Executors.newSingleThreadExecutor();for (int i = 0; i < 10; i++) {final int index = i;singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {public void run() {try {System.out.println(index);Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});}}
} 

newScheduleThreadPool

• 创建一个定长的线程池，而且支持定时的以及周期性的任务执行，支持定时及周期性任务执行。

1. 延迟 3 秒执行，延迟执行
   示例代码如下：

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ThreadPoolExecutorTest {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService scheduledThreadPool =Executors.newScheduledThreadPool(5);scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {public void run() {System.out.println("delay 3 seconds");}}, 3, TimeUnit.SECONDS);}
}

2. 延迟 1 秒后每 3 秒执行一次，定期执行
   示例代码如下：

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ThreadPoolExecutorTest {public static void main(String[] args) {ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {public void run() {System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");}},1,3,TimeUnit.SECONDS);}
}