java線程池相關知識點總結
Android中常見到的很多通用組件一般都離不開”池”的概念，如各種圖片加載庫，網絡請求庫，即使Android的消息傳遞機制中的Meaasge當使用Meaasge.obtain()就是使用的Meaasge池中的對象，因此這個概念很重要。本文將介紹的線程池技術同樣符合這一思想。
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線程池的優點:
重用線程池中的線程,減少因對象創建,銷毀所帶來的性能開銷;
能有效的控制線程的最大並發數,提高系統資源利用率,同時避免過多的資源競爭,避免堵塞;
能夠多線程進行簡單的管理,使線程的使用簡單、高效。 - 線程池框架Executor
java中的線程池是通過Executor框架實現的，Executor 框架包括類：Executor，Executors，ExecutorService，ThreadPoolExecutor ，Callable和Future、FutureTask的使用等。
Executor: 所有線程池的接口,只有一個方法。
public interface Executor{ void execute(Runnable command); }
ExecutorService: 增加Executor的行為，是Executor實現類的最直接接口。
Executors： 提供了一系列工廠方法用於創先線程池，返回的線程池都實現了ExecutorService 接口。
ThreadPoolExecutor：線程池的具體實現類,一般用的各種線程池都是基於這個類實現的。
構造方法如下:
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue){ this(corePoolSize,maximumPoolSize,keepAliveTime,unit,workQueue,Executors.defaultThreadFactory(),defaultHandler); }
參數介紹：
corePoolSize：線程池的核心線程數,線程池中運行的線程數也永遠不會超過 corePoolSize 個,默認情況下可以一直存活。可以通過設置allowCoreThreadTimeOut為True,此時 核心線程數就是0,此時keepAliveTime控制所有線程的超時時間。
maximumPoolSize：線程池允許的最大線程數;
keepAliveTime： 指的是空閑線程結束的超時時間;
unit ：是一個枚舉，表示 keepAliveTime 的單位;
workQueue：表示存放任務的BlockingQueue<Runnable隊列。
BlockingQueue:阻塞隊列（BlockingQueue）是java.util.concurrent下的主要用來控制線程同步的工具。如果BlockQueue是空的,從BlockingQueue取東西的操作將會被阻斷進入等待狀態,直到BlockingQueue進了東西才會被喚醒。同樣,如果BlockingQueue是滿的,任何試圖往裏存東西的操作也會被阻斷進入等待狀態,直到BlockingQueue裏有空間才會被喚醒繼續操作。
阻塞隊列常用於生產者和消費者的場景，生產者是往隊列裏添加元素的線程，消費者是從隊列裏拿元素的線程。阻塞隊列就是生產者存放元素的容器，而消費者也只從容器裏拿元素。具體的實現類有LinkedBlockingQueue,ArrayBlockingQueued等。一般其內部的都是通過Lock和Condition(顯示鎖（Lock）及Condition的學習與使用)來實現阻塞和喚醒。
3.線程池的工作過程
線程池剛創建時，裏面沒有一個線程。任務隊列是作為參數傳進來的。不過，就算隊列裏面有任務，線程池也不會馬上執行它們。
當調用 execute() 方法添加一個任務時，線程池會做如下判斷：
如果正在運行的線程數量小於 corePoolSize，那麽馬上創建線程運行這個任務；
如果正在運行的線程數量大於或等於 corePoolSize，那麽將這個任務放入隊列；
如果這時候隊列滿了，而且正在運行的線程數量小於 maximumPoolSize，那麽還是要創建非核心線程立刻運行這個任務；
如果隊列滿了，而且正在運行的線程數量大於或等於 maximumPoolSize，那麽線程池會拋出異常RejectExecutionException。
當一個線程完成任務時，它會從隊列中取下一個任務來執行。
當一個線程無事可做，超過一定的時間（keepAliveTime）時，線程池會判斷，如果當前運行的線程數大於 corePoolSize，那麽這個線程就被停掉。所以線程池的所有任務完成後，它最終會收縮到 corePoolSize 的大小。
4.線程池的創建和使用
生成線程池采用了工具類Executors的靜態方法，以下是幾種常見的線程池。
1）SingleThreadExecutor：單個後臺線程 (其緩沖隊列是無界的)
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService ( new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); }
創建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個核心線程在工作，也就是相當於單線程串行執行所有任務。如果這個唯一的線程因為異常結束，那麽會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行。
2）FixedThreadPool：只有核心線程的線程池,大小固定 (其緩沖隊列是無界的) 。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); }
創建固定大小的線程池。每次提交一個任務就創建一個線程，直到線程達到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變，如果某個線程因為執行異常而結束，那麽線程池會補充一個新線程。
3）CachedThreadPool：無界線程池，可以進行自動線程回收。
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0,Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); }
如果線程池的大小超過了處理任務所需要的線程，那麽就會回收部分空閑（60秒不執行任務）的線程，當任務數增加時，此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務。此線程池不會對線程池大小做限制，線程池大小完全依賴於操作系統（或者說JVM）能夠創建的最大線程大小。SynchronousQueue是一個是緩沖區為1的阻塞隊列。
4）ScheduledThreadPool：核心線程池固定，大小無限的線程池。此線程池支持定時以及周期性執行任務的需求。
public static ExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) { return new ScheduledThreadPool(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS, new DelayedWorkQueue()); }
5.線程池實現的原理
如果只講線程池的使用，那這篇博客沒有什麽大的價值，充其量也就是熟悉Executor相關API的過程。線程池的實現過程沒有用到Synchronized關鍵字，用的都是volatile,Lock和同步(阻塞)隊列,Atomic相關類，FutureTask等等，因為後者的性能更優。理解的過程可以很好的學習源碼中並發控制的思想。
在ThreadPoolExecutor主要Worker類來控制線程的復用。看下Worker類簡化後的代碼，這樣方便理解：
private final class Worker implements Runnable { final Thread thread; Runnable firstTask; Worker(Runnable firstTask) { this.firstTask = firstTask; this.thread = getThreadFactory().newThread(this); } public void run() { runWorker(this); } final void runWorker(Worker w) { Runnable task = w.firstTask; w.firstTask = null; while (task != null || (task = getTask()) != null){ task.run(); } }
Worker是一個Runnable，同時擁有一個thread，這個thread就是要開啟的線程，在新建Worker對象時同時新建一個Thread對象，同時將Worker自己作為參數傳入TThread，這樣當Thread的start()方法調用時，運行的實際上是Worker的run()方法，接著到runWorker()中,有個while循環，一直從getTask()裏得到Runnable對象，順序執行。getTask()又是怎麽得到Runnable對象的呢？
private Runnable getTask() { if(一些特殊情況) { return null; } Runnable r = workQueue.take(); return r; }
這個workQueue就是初始化ThreadPoolExecutor時存放任務的BlockingQueue隊列，這個隊列裏的存放的都是將要執行的Runnable任務。因為BlockingQueue是個阻塞隊列，BlockingQueue.take()得到如果是空，則進入等待狀態直到BlockingQueue有新的對象被加入時喚醒阻塞的線程。所以一般情況Thread的run()方法就不會結束,而是不斷執行從workQueue裏的Runnable任務，這就達到了線程復用的原理了。
控制最大並發數：
那Runnable是什麽時候放入workQueue？Worker又是什麽時候創建，Worker裏的Thread的又是什麽時候調用start()開啟新線程來執行Worker的run()方法的呢？有上面的分析看出Worker裏的runWorker()執行任務時是一個接一個，串行進行的，那並發是怎麽體現的呢？
很容易想到是在execute(Runnable runnable)時會做上面的一些任務。看下execute裏是怎麽做的。
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); int c = ctl.get(); // 當前線程數 < corePoolSize if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { // 直接啟動新的線程。 if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } // 活動線程數 >= corePoolSize // runState為RUNNING && 隊列未滿 // workQueue.offer(command)表示添加到隊列，如果添加成功返回true，否則返回false if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { int recheck = ctl.get(); // 再次檢驗是否為RUNNING狀態 // 非RUNNING狀態 則從workQueue中移除任務並拒絕 if (!isRunning(recheck) && remove(command)) reject(command);// 采用線程池指定的策略拒絕任務 // 兩種情況： // 1.非RUNNING狀態拒絕新的任務 // 2.隊列滿了啟動新的線程失敗（workCount > maximumPoolSize） } else if (!addWorker(command, false)) reject(command); }
根據代碼再來看上面提到的線程池工作過程中的添加任務的情況：
如果正在運行的線程數量小於 corePoolSize，那麽馬上創建線程運行這個任務；
如果正在運行的線程數量大於或等於 corePoolSize，那麽將這個任務放入隊列；
如果這時候隊列滿了，而且正在運行的線程數量小於 maximumPoolSize，那麽還是要創建非核心線程立刻運行這個任務；
如果隊列滿了，而且正在運行的線程數量大於或等於 maximumPoolSize，那麽線程池會拋出異常RejectExecutionException。
轉自鏈接：http://www.imooc.com/article/19226
java線程池相關知識點總結