JAVA線程池專題（概念和作用）
線程池的作用
我們在用一個東西的時候，首先得搞明白一個問題。這玩意是干嘛的，為啥要用這個，用別的不行嗎。那么一個一個解決這些問題
我們之前都用過數(shù)據(jù)庫連接池，線程池的作用和連接池有點類似，頻繁的創(chuàng)建，銷毀線程會造成大量的不必要的性能開銷，所以這個時候就出現(xiàn)了一個東西統(tǒng)一的管理線程，去負責線程啥時候銷毀，啥時候創(chuàng)建，以及維持線程的狀態(tài)，當程序需要使用線程的時候，直接從線程池拿，當程序用完了之后，直接把線程放回線程池，不需要去管線程的生命周期，專心的執(zhí)行業(yè)務(wù)代碼就行。
當然，如果非要是自己想手動new一個線程來執(zhí)行，也不是不可以，只是像上面說的那樣，第一麻煩，第二開銷大，第三不好控制。
控制線程的方法
在說到線程池之前，首先要提到一個創(chuàng)建線程池的工具類，又或者說是工廠類 Executors 通過這個線程可以統(tǒng)一的創(chuàng)建線程，返回的是一個ExecutorService 類這個類中包含了一些對線程執(zhí)行過程進行管理控制的方法；
void execute(Runnable command); 這個方法是將任務(wù)提交到線程池進行執(zhí)行。這個方法沒有返回值。
<T> Future<T> submit(Callable<T> task); 這個方法最特別的地方是線程執(zhí)行完畢之后是有返回值的，另外方法的參數(shù)可以用Callable也可以為Runnable。可以適用于一些后續(xù)的代碼，需要線程執(zhí)行結(jié)果的程序。
下面的示例中，我們創(chuàng)建了一個 ExecutorService 的實例，提交了一個任務(wù)，然后使用返回的 Future 的 get() 方法等待提交的任務(wù)完成并返回值。
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); Future<String> future = executorService.submit(() -> 'Hello World'); // 一些其它操作 String result = future.get();
在實際使用時，我們并不會立即調(diào)用 future.get() 方法，可能會等待一些時間，推遲調(diào)用它直到我們需要它的值用于計算等目的。
ExecutorService 中的 submit() 方法被重載為支持 Runnable 或 Callable ，它們都是功能接口，可以接收一個 lambdas 作為參數(shù)（ 從 Java 8 開始 ）：
使用 Runnable 作為參數(shù)的方法不會拋出異常也不會返回任何值 ( 返回 void ) 使用 Callable 作為參數(shù)的方法則可以拋出異常也可以返回值。如果想讓編譯器將參數(shù)推斷為 Callable 類型，只需要 lambda 返回一個值即可。
void shutdown(); 在調(diào)用了shutdown方法之后，線程池就不會再接收新的任務(wù)，此時線程池還沒有停止，仍然會把線程池中國正在執(zhí)行但是還沒有執(zhí)行完的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行完畢，那些沒有開始執(zhí)行的任務(wù)則被中斷 List<Runnable> shutdownNow(); 在調(diào)用了shutdownNow方法之后，會將線程池的狀態(tài)設(shè)置為stop，正在執(zhí)行的任務(wù)則被停止，沒被執(zhí)行任務(wù)的則返回。這兩種方法的使用場景：如果線程中的任務(wù)相互之間沒有什么關(guān)聯(lián)某個線程的異常對結(jié)果影響不大。那么所有線程都能在執(zhí)行任務(wù)結(jié)束之后可以正常結(jié)束，程序能在所有task都做完之后正常退出，適合用ShutDown。但是，如果一個線程在做某個任務(wù)的時候失敗，則整個結(jié)果就是失敗的，其他worker再繼續(xù)做剩下的任務(wù)也是徒勞，這就需要讓他們?nèi)客Ｖ巩斍暗墓ぷ鳌＿@里使用ShutDownNow就可以讓該pool中的所有線程都停止當前的工作，從而迫使所有線程執(zhí)行退出。從而讓主程序正常退出。
線程池的分類
通過工廠類 Executors 通過這個線程可以根據(jù)自己的需要統(tǒng)一的創(chuàng)建各種類型的線程，線程的分類大致分為以下四種：
newSingleThreadExecutor CachedThreadPool newFixedThreadPool newScheduledThreadPool newSingleThreadExecutor 創(chuàng)建一個單線程的線程池，核心線程和最大線程都為1，因此只會有一個工作線程，會按照指定順序去執(zhí)行，而且空閑時間為0，說明一旦沒有任務(wù)了，線程就會被銷毀public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); }
public class SinglePoolDemo { public static void main(String[] args) { ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();// ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); for (int i = 0; i < 10; i++) { int finalI = i; pool.execute(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'----'+ finalI); }); } }}
輸出結(jié)果：
pool-1-thread-1----0pool-1-thread-1----1pool-1-thread-1----2pool-1-thread-1----3pool-1-thread-1----4pool-1-thread-1----5pool-1-thread-1----6pool-1-thread-1----7pool-1-thread-1----8pool-1-thread-1----9
觀察線程編號，可以發(fā)現(xiàn)，自始自終都只有一個線程在執(zhí)行，并且也是按照順序來執(zhí)行的，。
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); }
public class CachePoolDemo { public static void main(String[] args) { ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 20000; i++) { int finalI = i; pool.submit(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-------------'+finalI); }); } }}
運行結(jié)果部分：
......pool-1-thread-1805-------------19760pool-1-thread-1806-------------19783pool-1-thread-1809-------------19875pool-1-thread-1810-------------19951pool-1-thread-1811-------------19980
以上的代碼我們運行了2w次線程任務(wù)，如果是按照我們之前的做法的話，我們要new 2w的線程去執(zhí)行。通過這個不定長的線程池，他可以根據(jù)任務(wù)數(shù)來靈活的分配所創(chuàng)建的線程，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程，所以這里只創(chuàng)建了大概1800多個線程就完成了我們原本需要new 2w個線程才能完成的任務(wù)，之所以說他是靈活分配的是因為，可以這樣驗證看看，把i的值改為20的話，所創(chuàng)建的線程數(shù)量大概是10以內(nèi)，因此是根據(jù)任務(wù)數(shù)量來自行創(chuàng)建線程數(shù)的，可以保證效率和性能的最大化。
但是經(jīng)過實測，這個靈活性雖然最高，但是性能貌似是相對比較差的，在兩萬任務(wù)數(shù)的條件下，所以他的缺點就是，可能會創(chuàng)建大量的線程。當然線程池這東西是需要根據(jù)自身情況來選擇的。如果主線程提交任務(wù)的速度遠遠大于CachedThreadPool的處理速度，則CachedThreadPool會不斷地創(chuàng)建新線程來執(zhí)行任務(wù)，這樣有可能會導(dǎo)致系統(tǒng)耗盡CPU和內(nèi)存資源，所以在使用該線程池是，一定要注意控制并發(fā)的任務(wù)數(shù)，否則創(chuàng)建大量的線程可能導(dǎo)致嚴重的性能問題。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); }
public class FixedPoolDemo { public static void main(String[] args) { ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);// ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int finalI = i; pool.execute(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'----'+ finalI); }); } }}
從運行結(jié)果可以看出，線程池一直都是維持著十個線程
.....pool-1-thread-5----882pool-1-thread-1----881pool-1-thread-4----865pool-1-thread-10----989pool-1-thread-3----931pool-1-thread-2----934pool-1-thread-9----910pool-1-thread-6----896
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) { super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS, new DelayedWorkQueue()); }
以上四種線程池，各有優(yōu)劣點
newFixedThreadPool、newSingleThreadExecutor:
主要問題是堆積的請求處理隊列可能會耗費非常大的內(nèi)存，甚至OOM。
newCachedThreadPool、newScheduledThreadPool:
主要問題是線程數(shù)最大數(shù)是Integer.MAX_VALUE，可能會創(chuàng)建數(shù)量非常多的線程，甚至OOM。
阿里線程池規(guī)范
線程池不允許使用 Executors 去創(chuàng)建，而是通過 ThreadPoolExecutor 的方式，這樣的處理方式讓寫的同學(xué)更加明確線程池的運行規(guī)則，規(guī)避資源耗盡的風險。 FixedThreadPool 和 SingleThreadPool: 允許的請求隊列長度為 Integer.MAX_VALUE，可能會堆積大量的請求，從而導(dǎo)致 OOM。 CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool: 允許的創(chuàng)建線程數(shù)量為 Integer.MAX_VALUE，可能會創(chuàng)建大量的線程，從而導(dǎo)致 OOM。總結(jié)
本篇文章首先我們知道了線程池有什么好處，然后了解一些線程的執(zhí)行方法，submit，execute，shutdown以及他們的區(qū)別，用法等等，然后對幾種線程池做了一個大概的介紹，以及他們的作用，好處和弊端。如果看的細心的同學(xué)可以看代碼發(fā)現(xiàn)，這些線程池其實本質(zhì)上都是通過創(chuàng)建一個 ThreadPoolExecutor ，包括阿里的線程池規(guī)范也是建議用ThreadPoolExecutor ，但是本篇文章只是對線程池的作用以及分類做一個概述，在下篇文章中，將會詳細的講一下ThreadPoolExecutor 。
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