Java多線程-新特性-線程池

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Sun在Java5中，對Java線程的類庫做了大量的擴充，其中線程池就是Java5的新特徵之一，除了線程池之外，還有很多多線程相關的內容，為多線程的編程帶來了極大便利。為了編寫高效穩定可靠的多線程程式，線程部分的新增內容顯得尤為重要。

有關Java5線程新特徵的內容全部在java.util.concurrent下面，裡麵包含數目眾多的介面和類，熟悉這部分API特徵是一項艱難的學習過程。目前有關這方面的資料和書籍都少之又少，大部分介紹線程方面書籍還停留在java5之前的知識層面上。

在Java5之前，要實現一個線程池是相當有難度的，現在Java5為我們做好了一切，我們只需要按照提供的API來使用，即可享受線程池帶來的極大便利。

線程池的基本思想還是一種對象池的思想，開闢一塊記憶體空間，裡面存放了眾多（未死亡）的線程，池中線程執行調度由池管理器來處理。當有線程任務時，從池中取一個，執行完成後線程對象歸池，這樣可以避免反覆建立線程對象所帶來的效能開銷，節省了系統的資源。

Java5提供5種類型的線程池，分別如下：

一：newCachedThreadPool-可變尺寸的線程池(緩衝線程池) 
(1)緩衝型池子，先查看池中有沒有以前建立的線程，如果有，就reuse(重用)，如果沒有，就建立一個新的線程加入池中； 
(2)緩衝型池子，通常用於執行一些生存周期很短的非同步型任務；因此一些連線導向的daemon型server中用得不多； 
(3)能reuse(重用)的線程，必須是timeout IDLE內的池中線程，預設timeout是60s，超過這個IDLE時間長度，線程執行個體將被終止及移出池； 
(4)注意，放入CachedThreadPool的線程不必擔心其結束，超過TIMEOUT不活動，其會自動被終止。

二：newFixedThreadPool-固定大小的線程池 
(1)newFixedThreadPool與cacheThreadPool差不多，也是能reuse就用，但不能隨時建新的線程； 
(2)其獨特之處:任意時間點，最多隻能有固定數目的活動線程存在，此時如果有新的線程要建立，只能放在另外的隊列中等待，直到當前的線程中某個線程終止直接被移出池子； 
(3)和cacheThreadPool不同，FixedThreadPool沒有IDLE機制(可能也有，但既然文檔沒提，肯定非常長，類似依賴上層的TCP或UDP IDLE機制之類的)，所以FixedThreadPool多數針對一些很穩定很固定的正規並發線程，多用於伺服器； 
(4)從方法的原始碼看，cache池和fixed池調用的是同一個底層池，只不過參數不同:
fixed池線程數固定，並且是0秒IDLE(無IDLE)；
cache池線程數支援0-Integer.MAX_VALUE(顯然完全沒考慮主機的資源承受能力)，60秒IDLE。

三：ScheduledThreadPool-調度線程池 
(1)調度型線程池； 
(2)這個池子裡的線程可以按schedule依次delay執行，或周期執行。

四：SingleThreadExecutor-單例線程池 
(1)單例線程，任意時間池中只能有一個線程； 
(2)用的是和cache池和fixed池相同的底層池，但線程數目是1-1,0秒IDLE(無IDLE)。

package cn.thread;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;/** * 線程池用法 *  * @author 林計欽 * @version 1.0 2013-7-25 上午10:00:46 */public class ThreadPoolTest {    public static void main(String[] args) {        ThreadPoolTest test=new ThreadPoolTest();                //建立一個可重用固定線程數的線程池         ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);         //建立實現了Runnable介面對象，Thread對象當然也實現了Runnable介面         Thread t1 = test.new MyThread();         Thread t2 = test.new MyThread();         Thread t3 = test.new MyThread();         Thread t4 = test.new MyThread();         Thread t5 = test.new MyThread();         //將線程放入池中進行執行         pool.execute(t1);         pool.execute(t2);         pool.execute(t3);         pool.execute(t4);         pool.execute(t5);         //關閉線程池         pool.shutdown();     }        class MyThread extends Thread {        @Override        public void run() {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在執行。");            try {                Thread.sleep(100);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}

五、自訂線程池
ThreadPoolExecutor
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue)
參數：
corePoolSize 
核心線程數，核心線程會一直存活，即使沒有任務需要處理。當線程數小於核心線程數時，即使現有的線程空閑，線程池也會優先建立新線程來處理任務，而不是直接交給現有的線程處理。
核心線程在allowCoreThreadTimeout被設定為true時會逾時退出，預設情況下不會退出。

maximumPoolSize
當線程數大於或等於核心線程，且任務隊列已滿時，線程池會建立新的線程，直到線程數量達到maxPoolSize。如果線程數已等於maxPoolSize，且任務隊列已滿，則已超出線程池的處理能力，線程池會拒絕處理任務而拋出異常。

keepAliveTime 
當線程空閑時間達到keepAliveTime，該線程會退出，直到線程數量等於corePoolSize。如果allowCoreThreadTimeout設定為true，則所有線程均會退出直到線程數量為0。

unit 
keepAliveTime 參數的時間單位。

workQueue 
執行前用於保持任務的隊列。此隊列僅保持由 execute 方法提交的 Runnable 任務。

拋出：
IllegalArgumentException - 如果corePoolSize或keepAliveTime小於零，或者maximumPoolSize小於或等於零，或者corePoolSize 大於maximumPoolSize。
NullPointerException - 如果workQueue為null

eg、
//建立等待隊列 
BlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(20); 
//建立一個單線程執行程式，它可安排在給定延遲後運行命令或者定期地執行。 
ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(2, 3, 2, TimeUnit.MILLISECONDS, queue); 
//建立實現了Runnable介面對象，Thread對象當然也實現了Runnable介面 
Thread t1 = new MyThread(); 
Thread t2 = new MyThread(); 
//將線程放入池中進行執行 
pool.execute(t1); 
pool.execute(t2); 
//關閉線程池 
pool.shutdown();

package cn.thread;import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * 自訂串連池 *  * @author 林計欽 * @version 1.0 2013-7-25 上午10:09:17 */public class ThreadPoolExecutorTest {    public static void main(String[] args) {        ThreadPoolTest test = new ThreadPoolTest();        // 建立等待隊列        BlockingQueue<Runnable> bqueue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(20);        // 建立一個單線程執行程式，它可安排在給定延遲後運行命令或者定期地執行。        ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(2, 3, 2, TimeUnit.MILLISECONDS, bqueue);        // 建立實現了Runnable介面對象，Thread對象當然也實現了Runnable介面        Thread t1 = test.new MyThread();        Thread t2 = test.new MyThread();        Thread t3 = test.new MyThread();        Thread t4 = test.new MyThread();        Thread t5 = test.new MyThread();        Thread t6 = test.new MyThread();        Thread t7 = test.new MyThread();        // 將線程放入池中進行執行        pool.execute(t1);        pool.execute(t2);        pool.execute(t3);        pool.execute(t4);        pool.execute(t5);        pool.execute(t6);        pool.execute(t7);        // 關閉線程池        pool.shutdown();    }    class MyThread extends Thread {        @Override        public void run() {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在執行。");            try {                Thread.sleep(100);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}

Java多線程-新特性-線程池