Java多線程學習（八）線程池與Executor 框架

阿新 • • 發佈：2018-07-08

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一使用線程池的好處

線程池提供了一種限制和管理資源（包括執行一個任務）。每個線程池還維護一些基本統計信息，例如已完成任務的數量。

這裏借用《Java並發編程的藝術》提到的來說一下使用線程池的好處：

降低資源消耗。通過重復利用已創建的線程降低線程創建和銷毀造成的消耗。
提高響應速度。當任務到達時，任務可以不需要的等到線程創建就能立即執行。
提高線程的可管理性。線程是稀缺資源，如果無限制的創建，不僅會消耗系統資源，還會降低系統的穩定性，使用線程池可以進行統一的分配，調優和監控。

##二 Executor 框架

2.1 簡介

Executor 框架是Java5之後引進的，在Java 5之後，通過 Executor 來啟動線程比使用 Thread 的 start 方法更好，除了更易管理，效率更好（用線程池實現，節約開銷）外，還有關鍵的一點：有助於避免 this 逃逸問題。

補充：this逃逸是指在構造函數返回之前其他線程就持有該對象的引用. 調用尚未構造完全的對象的方法可能引發令人疑惑的錯誤。

2.2 Executor 框架結構(主要由三大部分組成)

####1 任務。
執行任務需要實現的Runnable接口或Callable接口。
Runnable接口或Callable接口實現類都可以被ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor執行。

兩者的區別：

Runnable接口不會返回結果但是Callable接口可以返回結果。後面介紹Executors類的一些方法的時候會介紹到兩者的相互轉換。

####2 任務的執行

如下圖所示，包括任務執行機制的核心接口Executor ，以及繼承自Executor 接口的ExecutorService接口。ScheduledThreadPoolExecutor和ThreadPoolExecutor這兩個關鍵類實現了ExecutorService接口。

註意： 通過查看ScheduledThreadPoolExecutor源代碼我們發現ScheduledThreadPoolExecutor實際上是繼承了ThreadPoolExecutor並實現了ScheduledExecutorService ，而ScheduledExecutorService又實現了ExecutorService，正如我們下面給出的類關系圖顯示的一樣。

ThreadPoolExecutor類描述:

//AbstractExecutorService實現了ExecutorService接口
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService

ScheduledThreadPoolExecutor類描述:

//ScheduledExecutorService實現了ExecutorService接口
public class ScheduledThreadPoolExecutor
        extends ThreadPoolExecutor
        implements ScheduledExecutorService

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####3 異步計算的結果

Future接口以及Future接口的實現類FutureTask類。
當我們把Runnable接口或Callable接口的實現類提交（調用submit方法）給ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor時，會返回一個FutureTask對象。

我們以AbstractExecutorService接口中的一個submit方法為例子來看看源代碼：

    public Future<?> submit(Runnable task) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
        execute(ftask);
        return ftask;
    }

上面方法調用的newTaskFor方法返回了一個FutureTask對象。

    protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {
        return new FutureTask<T>(runnable, value);
    }

2.3 Executor 框架的使用示意圖

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主線程首先要創建實現Runnable或者Callable接口的任務對象。
備註： 工具類Executors可以實現Runnable對象和Callable對象之間的相互轉換。（Executors.callable（Runnable task）或Executors.callable（Runnable task，Object resule））。
然後可以把創建完成的Runnable對象直接交給ExecutorService執行（ExecutorService.execute（Runnable command））；或者也可以把Runnable對象或Callable對象提交給ExecutorService執行（ExecutorService.submit（Runnable task）或ExecutorService.submit（Callable <T> task））。

執行execute()方法和submit()方法的區別是什麽呢？
1)execute()方法用於提交不需要返回值的任務，所以無法判斷任務是否被線程池執行成功與否；
2)submit()方法用於提交需要返回值的任務。線程池會返回一個future類型的對象，通過這個future對象可以判斷任務是否執行成功，並且可以通過future的get()方法來獲取返回值，get()方法會阻塞當前線程直到任務完成，而使用get（long timeout，TimeUnit unit）方法則會阻塞當前線程一段時間後立即返回，這時候有可能任務沒有執行完。
如果執行ExecutorService.submit（…），ExecutorService將返回一個實現Future接口的對象（我們剛剛也提到過了執行execute()方法和submit()方法的區別，到目前為止的JDK中，返回的是FutureTask對象）。由於FutureTask實現了Runnable，程序員也可以創建FutureTask，然後直接交給ExecutorService執行。
最後，主線程可以執行FutureTask.get()方法來等待任務執行完成。主線程也可以執行FutureTask.cancel（boolean mayInterruptIfRunning）來取消此任務的執行。

三 ThreadPoolExecutor詳解

線程池實現類ThreadPoolExecutor是Executor 框架最核心的類，先來看一下這個類中比較重要的四個屬性

3.1 ThreadPoolExecutor類的四個比較重要的屬性

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3.2 ThreadPoolExecutor類中提供的四個構造方法

我們看最長的那個，其余三個都是在這個構造方法的基礎上產生（給定某些默認參數的構造方法）

    /**
     * 用給定的初始參數創建一個新的ThreadPoolExecutor。

     * @param keepAliveTime 當線程池中的線程數量大於corePoolSize的時候，如果這時沒有新的任務提交，
     *核心線程外的線程不會立即銷毀，而是會等待，直到等待的時間超過了keepAliveTime；
     * @param unit  keepAliveTime參數的時間單位
     * @param workQueue 等待隊列，當任務提交時，如果線程池中的線程數量大於等於corePoolSize的時候，把該任務封裝成一個Worker對象放入等待隊列；
     * 
     * @param threadFactory 執行者創建新線程時使用的工廠
     * @param handler RejectedExecutionHandler類型的變量，表示線程池的飽和策略。
     * 如果阻塞隊列滿了並且沒有空閑的線程，這時如果繼續提交任務，就需要采取一種策略處理該任務。
     * 線程池提供了4種策略：
        1.AbortPolicy：直接拋出異常，這是默認策略；
        2.CallerRunsPolicy：用調用者所在的線程來執行任務；
        3.DiscardOldestPolicy：丟棄阻塞隊列中靠最前的任務，並執行當前任務；
        4.DiscardPolicy：直接丟棄任務；
     */
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

3.3 如何創建ThreadPoolExecutor

方式一：通過構造方法實現（官方API文檔並不推薦，所以建議使用第二種方式）
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方式二：通過Executor 框架的工具類Executors來實現
我們可以創建三種類型的ThreadPoolExecutor：

FixedThreadPool
SingleThreadExecutor
CachedThreadPool

對應Executors工具類中的方法如圖所示：
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3.4 FixedThreadPool詳解

FixedThreadPool被稱為可重用固定線程數的線程池。通過Executors類中的相關源代碼來看一下相關實現：

   /**
     * 創建一個可重用固定數量線程的線程池
     *在任何時候至多有n個線程處於活動狀態
     *如果在所有線程處於活動狀態時提交其他任務，則它們將在隊列中等待，
     *直到線程可用。 如果任何線程在關閉之前的執行期間由於失敗而終止，
     *如果需要執行後續任務，則一個新的線程將取代它。池中的線程將一直存在
     *知道調用shutdown方法
     * @param nThreads 線程池中的線程數
     * @param threadFactory 創建新線程時使用的factory
     * @return 新創建的線程池
     * @throws NullPointerException 如果threadFactory為null
     * @throws IllegalArgumentException if {@code nThreads <= 0}
     */
    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                                      threadFactory);
    }

另外還有一個FixedThreadPool的實現方法，和上面的類似，所以這裏不多做闡述：

    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

從上面源代碼可以看出新創建的FixedThreadPool的corePoolSize和maximumPoolSize都被設置為nThreads。
FixedThreadPool的execute()方法運行示意圖（該圖片來源：《Java並發編程的藝術》）：

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上圖說明：

如果當前運行的線程數小於corePoolSize，則創建新的線程來執行任務；
當前運行的線程數等於corePoolSize後，將任務加入LinkedBlockingQueue；
線程執行完1中的任務後，會在循環中反復從LinkedBlockingQueue中獲取任務來執行；

FixedThreadPool使用×××隊列 LinkedBlockingQueue（隊列的容量為Intger.MAX_VALUE）作為線程池的工作隊列會對線程池帶來如下影響：

當線程池中的線程數達到corePoolSize後，新任務將在×××隊列中等待，因此線程池中的線程數不會超過corePoolSize；
由於1，使用×××隊列時maximumPoolSize將是一個無效參數；
由於1和2，使用×××隊列時keepAliveTime將是一個無效參數；

運行中的FixedThreadPool（未執行shutdown()或shutdownNow()方法）不會拒絕任務

3.5 SingleThreadExecutor詳解

SingleThreadExecutor是使用單個worker線程的Executor。下面看看SingleThreadExecutor的實現：

/**
 *創建使用單個worker線程運行×××隊列的Executor
 *並使用提供的ThreadFactory在需要時創建新線程
 *
 * @param threadFactory 創建新線程時使用的factory
 *
 * @return 新創建的單線程Executor
 * @throws NullPointerException 如果ThreadFactory為空
 */
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                                threadFactory));
}

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

從上面源代碼可以看出新創建的SingleThreadExecutor的corePoolSize和maximumPoolSize都被設置為1.其他參數和FixedThreadPool相同。SingleThreadExecutor使用×××隊列LinkedBlockingQueue作為線程池的工作隊列（隊列的容量為Intger.MAX_VALUE）。SingleThreadExecutor使用×××隊列作為線程池的工作隊列會對線程池帶來的影響與FixedThreadPool相同。

SingleThreadExecutor的運行示意圖（該圖片來源：《Java並發編程的藝術》）：
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上圖說明;

如果當前運行的線程數少於corePoolSize，則創建一個新的線程執行任務；
當前線程池中有一個運行的線程後，將任務加入LinkedBlockingQueue
線程執行完1中的任務後，會在循環中反復從LinkedBlockingQueue中獲取任務來執行；

3.6 CachedThreadPool詳解

CachedThreadPool是一個會根據需要創建新線程的線程池。下面通過源碼來看看 CachedThreadPool的實現：

    /**
     * 創建一個線程池，根據需要創建新線程，但會在先前構建的線程可用時重用它，
     *並在需要時使用提供的ThreadFactory創建新線程。
     * @param threadFactory 創建新線程使用的factory
     * @return 新創建的線程池
     * @throws NullPointerException 如果threadFactory為空
     */
    public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>(),
                                      threadFactory);
    }

    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

CachedThreadPool的corePoolSize被設置為空（0），maximumPoolSize被設置為Integer.MAX.VALUE，即它是×××的，這也就意味著如果主線程提交任務的速度高於maximumPool中線程處理任務的速度時，CachedThreadPool會不斷創建新的線程。極端情況下，這樣會導致耗盡cpu和內存資源。

CachedThreadPool的execute()方法的執行示意圖（該圖片來源：《Java並發編程的藝術》）：
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上圖說明：

首先執行SynchronousQueue.offer(Runnable task)。如果當前maximumPool中有閑線程正在執行SynchronousQueue.poll(keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS)，那麽主線程執行offer操作與空閑線程執行的poll操作配對成功，主線程把任務交給空閑線程執行，execute()方法執行完成，否則執行下面的步驟2；
當初始maximumPool為空，或者maximumPool中沒有空閑線程時，將沒有線程執行SynchronousQueue.poll(keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS)。這種情況下，步驟1將失敗，此時CachedThreadPool會創建新線程執行任務，execute方法執行完成；

3.7 ThreadPoolExecutor使用示例

3.7.1 示例代碼

首先創建一個Runnable接口的實現類（當然也可以是Callable接口，我們上面也說了兩者的區別是：Runnable接口不會返回結果但是Callable接口可以返回結果。後面介紹Executors類的一些方法的時候會介紹到兩者的相互轉換。）

import java.util.Date;

/**
 * 這是一個簡單的Runnable類，需要大約5秒鐘來執行其任務。
 */
public class WorkerThread implements Runnable {

    private String command;

    public WorkerThread(String s) {
        this.command = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Start. Time = " + new Date());
        processCommand();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " End. Time = " + new Date());
    }

    private void processCommand() {
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return this.command;
    }
}

編寫測試程序，我們這裏以FixedThreadPool為例子

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolExecutorDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //創建一個FixedThreadPool對象
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            //創建WorkerThread對象（WorkerThread類實現了Runnable 接口）
            Runnable worker = new WorkerThread("" + i);
            //執行Runnable
            executor.execute(worker);
        }
        //終止線程池
        executor.shutdown();
        while (!executor.isTerminated()) {
        }
        System.out.println("Finished all threads");
    }
}

輸出示例：

pool-1-thread-5 Start. Time = Thu May 31 10:22:52 CST 2018
pool-1-thread-3 Start. Time = Thu May 31 10:22:52 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Thu May 31 10:22:52 CST 2018
pool-1-thread-4 Start. Time = Thu May 31 10:22:52 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Thu May 31 10:22:52 CST 2018
pool-1-thread-4 End. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
pool-1-thread-5 End. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
pool-1-thread-3 End. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
pool-1-thread-5 Start. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
pool-1-thread-4 Start. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
pool-1-thread-3 Start. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
pool-1-thread-5 End. Time = Thu May 31 10:23:02 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Thu May 31 10:23:02 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Thu May 31 10:23:02 CST 2018
pool-1-thread-3 End. Time = Thu May 31 10:23:02 CST 2018
pool-1-thread-4 End. Time = Thu May 31 10:23:02 CST 2018
Finished all threads

3.7.2 shutdown（）VS shutdownNow（）

shutdown（）方法表明關閉已在Executor上調用，因此不會再向DelayedPool添加任何其他任務（由ScheduledThreadPoolExecutor類在內部使用）。但是，已經在隊列中提交的任務將被允許完成。
另一方面，shutdownNow（）方法試圖終止當前正在運行的任務，並停止處理排隊的任務並返回正在等待執行的List。
####3.7.3 isTerminated() Vs isShutdown()
isShutdown（）表示執行程序正在關閉，但並非所有任務都已完成執行。
另一方面，isShutdown（）表示所有線程都已完成執行。

四 ScheduledThreadPoolExecutor詳解

4.1 簡介

ScheduledThreadPoolExecutor主要用來在給定的延遲後運行任務，或者定期執行任務。

ScheduledThreadPoolExecutor使用的任務隊列DelayQueue封裝了一個PriorityQueue，PriorityQueue會對隊列中的任務進行排序，執行所需時間短的放在前面先被執行(ScheduledFutureTask的time變量小的先執行)，如果執行所需時間相同則先提交的任務將被先執行(ScheduledFutureTask的squenceNumber變量小的先執行)。

ScheduledThreadPoolExecutor和Timer的比較：

Timer對系統時鐘的變化敏感，ScheduledThreadPoolExecutor不是；
Timer只有一個執行線程，因此長時間運行的任務可以延遲其他任務。 ScheduledThreadPoolExecutor可以配置任意數量的線程。此外，如果你想（通過提供ThreadFactory），你可以完全控制創建的線程;
在TimerTask中拋出的運行時異常會殺死一個線程，從而導致Timer死機:-( ...即計劃任務將不再運行。ScheduledThreadExecutor不僅捕獲運行時異常，還允許您在需要時處理它們（通過重寫afterExecute方法 ThreadPoolExecutor）。拋出異常的任務將被取消，但其他任務將繼續運行。

綜上，在JDK1.5之後，你沒有理由再使用Timer進行任務調度了。

備註： Quartz是一個由java編寫的任務調度庫，由OpenSymphony組織開源出來。在實際項目開發中使用Quartz的還是居多，比較推薦使用Quartz。因為Quartz理論上能夠同時對上萬個任務進行調度，擁有豐富的功能特性，包括任務調度、任務持久化、可集群化、插件等等。

4.2 ScheduledThreadPoolExecutor運行機制

ScheduledThreadPoolExecutor的執行主要分為兩大部分：

當調用ScheduledThreadPoolExecutor的 scheduleAtFixedRate() 方法或者scheduleWirhFixedDelay() 方法時，會向ScheduledThreadPoolExecutor的 DelayQueue 添加一個實現了 RunnableScheduledFutur 接口的 ScheduledFutureTask 。
線程池中的線程從DelayQueue中獲取ScheduledFutureTask，然後執行任務。

ScheduledThreadPoolExecutor為了實現周期性的執行任務，對ThreadPoolExecutor做了如下修改：

使用 DelayQueue 作為任務隊列；
獲取任務的方不同
執行周期任務後，增加了額外的處理

4.3 ScheduledThreadPoolExecutor執行周期任務的步驟

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線程1從DelayQueue中獲取已到期的ScheduledFutureTask（DelayQueue.take()）。到期任務是指ScheduledFutureTask的time大於等於當前系統的時間；
線程1執行這個ScheduledFutureTask；
線程1修改ScheduledFutureTask的time變量為下次將要被執行的時間；
線程1把這個修改time之後的ScheduledFutureTask放回DelayQueue中（DelayQueue.add())。

4.4 ScheduledThreadPoolExecutor使用示例

創建一個簡單的實現Runnable接口的類（我們上面的例子已經實現過）

測試程序使用ScheduledExecutorService和ScheduledThreadPoolExecutor實現的java調度。


/**
* 使用ScheduledExecutorService和ScheduledThreadPoolExecutor實現的java調度程序示例程序。
*/
public class ScheduledThreadPoolDemo {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    //創建一個ScheduledThreadPoolExecutor對象
    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    //計劃在某段時間後運行
    System.out.println("Current Time = "+new Date());
    for(int i=0; i<3; i++){
        Thread.sleep(1000);
        WorkerThread worker = new WorkerThread("do heavy processing");
        //創建並執行在給定延遲後啟用的單次操作。 
        scheduledThreadPool.schedule(worker, 10, TimeUnit.SECONDS);
    }

    //添加一些延遲讓調度程序產生一些線程
    Thread.sleep(30000);
    System.out.println("Current Time = "+new Date());
    //關閉線程池
    scheduledThreadPool.shutdown();
    while(!scheduledThreadPool.isTerminated()){
        //等待所有任務完成
    }
    System.out.println("Finished all threads");
}

}

運行結果：

Current Time = Wed May 30 17:11:16 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:11:27 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:11:28 CST 2018
pool-1-thread-3 Start. Time = Wed May 30 17:11:29 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:11:32 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:11:33 CST 2018
pool-1-thread-3 End. Time = Wed May 30 17:11:34 CST 2018
Current Time = Wed May 30 17:11:49 CST 2018
Finished all threads

#### 4.4.1 ScheduledExecutorService scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit)方法
我們可以使用ScheduledExecutorService scheduleAtFixedRate方法來安排任務在初始延遲後運行，然後在給定的時間段內運行。

時間段是從池中第一個線程的開始，因此如果您將period指定為1秒並且線程運行5秒，那麽只要第一個工作線程完成執行，下一個線程就會開始執行。

```java
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    Thread.sleep(1000);
    WorkerThread worker = new WorkerThread("do heavy processing");
    // schedule task to execute at fixed rate
    scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(worker, 0, 10,
    TimeUnit.SECONDS);
}

輸出示例:

Current Time = Wed May 30 17:47:09 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:47:10 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:47:11 CST 2018
pool-1-thread-3 Start. Time = Wed May 30 17:47:12 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:47:15 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:47:16 CST 2018
pool-1-thread-3 End. Time = Wed May 30 17:47:17 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:47:20 CST 2018
pool-1-thread-4 Start. Time = Wed May 30 17:47:21 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:47:22 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:47:25 CST 2018
pool-1-thread-4 End. Time = Wed May 30 17:47:26 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:47:27 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:47:30 CST 2018
pool-1-thread-3 Start. Time = Wed May 30 17:47:31 CST 2018
pool-1-thread-5 Start. Time = Wed May 30 17:47:32 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:47:35 CST 2018
pool-1-thread-3 End. Time = Wed May 30 17:47:36 CST 2018
pool-1-thread-5 End. Time = Wed May 30 17:47:37 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:47:40 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:47:41 CST 2018
Current Time = Wed May 30 17:47:42 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:47:45 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:47:46 CST 2018
Finished all threads

Process finished with exit code 0

4.4.2 ScheduledExecutorService scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long delay,TimeUnit unit)方法

ScheduledExecutorService scheduleWithFixedDelay方法可用於以初始延遲啟動周期性執行，然後以給定延遲執行。延遲時間是線程完成執行的時間。

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    Thread.sleep(1000);
    WorkerThread worker = new WorkerThread("do heavy processing");
    scheduledThreadPool.scheduleWithFixedDelay(worker, 0, 1,
    TimeUnit.SECONDS);
}

輸出示例：

Current Time = Wed May 30 17:58:09 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:58:10 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:11 CST 2018
pool-1-thread-3 Start. Time = Wed May 30 17:58:12 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:58:15 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:16 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:58:16 CST 2018
pool-1-thread-3 End. Time = Wed May 30 17:58:17 CST 2018
pool-1-thread-4 Start. Time = Wed May 30 17:58:17 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:18 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:58:21 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:58:22 CST 2018
pool-1-thread-4 End. Time = Wed May 30 17:58:22 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:23 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:23 CST 2018
pool-1-thread-4 Start. Time = Wed May 30 17:58:24 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:58:27 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:28 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:58:28 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:29 CST 2018
pool-1-thread-4 End. Time = Wed May 30 17:58:29 CST 2018
pool-1-thread-4 Start. Time = Wed May 30 17:58:30 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:58:33 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:34 CST 2018
pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:58:34 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:35 CST 2018
pool-1-thread-4 End. Time = Wed May 30 17:58:35 CST 2018
pool-1-thread-4 Start. Time = Wed May 30 17:58:36 CST 2018
pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:58:39 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:40 CST 2018
pool-1-thread-5 Start. Time = Wed May 30 17:58:40 CST 2018
pool-1-thread-4 End. Time = Wed May 30 17:58:41 CST 2018
pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:41 CST 2018
Current Time = Wed May 30 17:58:42 CST 2018
pool-1-thread-5 End. Time = Wed May 30 17:58:45 CST 2018
pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:46 CST 2018
Finished all threads

4.4.3 scheduleWithFixedDelay() vs scheduleAtFixedRate()

scheduleAtFixedRate（...）將延遲視為兩個任務開始之間的差異（即定期調用）
scheduleWithFixedDelay（...）將延遲視為一個任務結束與下一個任務開始之間的差異

scheduleAtFixedRate(): 創建並執行在給定的初始延遲之後，隨後以給定的時間段首先啟用的周期性動作; 那就是執行將在initialDelay之後開始，然後initialDelay+period ，然後是initialDelay + 2 * period ，等等。如果任務的執行遇到異常，則後續的執行被抑制。否則，任務將僅通過取消或終止執行人終止。如果任務執行時間比其周期長，則後續執行可能會遲到，但不會同時執行。
scheduleWithFixedDelay() : 創建並執行在給定的初始延遲之後首先啟用的定期動作，隨後在一個執行的終止和下一個執行的開始之間給定的延遲。如果任務的執行遇到異常，則後續的執行被抑制。否則，任務將僅通過取消或終止執行終止。

五各種線程池的適用場景介紹

FixedThreadPool： 適用於為了滿足資源管理需求，而需要限制當前線程數量的應用場景。它適用於負載比較重的服務器；

SingleThreadExecutor： 適用於需要保證順序地執行各個任務並且在任意時間點，不會有多個線程是活動的應用場景。

CachedThreadPool： 適用於執行很多的短期異步任務的小程序，或者是負載較輕的服務器；

ScheduledThreadPoolExecutor： 適用於需要多個後臺執行周期任務，同時為了滿足資源管理需求而需要限制後臺線程的數量的應用場景，

SingleThreadScheduledExecutor： 適用於需要單個後臺線程執行周期任務，同時保證順序地執行各個任務的應用場景。

六總結

本節只是簡單的介紹了一下使用線程池的好處，然後花了大量篇幅介紹Executor 框架。詳細介紹了Executor 框架中ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor，並且通過實例詳細講解了ScheduledThreadPoolExecutor的使用。對於FutureTask 只是粗略帶過，因為篇幅問題，並沒有深究它的原理，後面的文章會進行補充。這一篇文章只是大概帶大家過一下線程池的基本概覽，深入講解的地方不是很多，後續會通過源碼深入研究其中比較重要的一些知識點。

最後，就是這兩周要考試了，會抽點時間出來簡單應付一下學校考試了。然後，就是寫這篇多線程的文章廢了好多好多時間。一直不知從何寫起。

參考

《Java並發編程的藝術》

Java Scheduler ScheduledExecutorService ScheduledThreadPoolExecutor Example

java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor Example

ThreadPoolExecutor – Java Thread Pool Example

Java多線程學習（八）線程池與Executor 框架

技術分享機制 throws rmi 3.6 .get C4D 之前源文件 Java面試通關手冊（Java學習指南，歡迎Star，會一直完善下去，歡迎建議和指導）：https://github.com/Snailclimb/Java_Guide 歷史優質文章推薦： Jav

Java多線程學習（八）線程池與Executor 框架

歷史優質文章推薦：

目錄：

一 使用線程池的好處

2.1 簡介

2.2 Executor 框架結構(主要由三大部分組成)

2.3 Executor 框架的使用示意圖

三 ThreadPoolExecutor詳解

3.1 ThreadPoolExecutor類的四個比較重要的屬性

3.2 ThreadPoolExecutor類中提供的四個構造方法

3.3 如何創建ThreadPoolExecutor

3.4 FixedThreadPool詳解

3.5 SingleThreadExecutor詳解

3.6 CachedThreadPool詳解

3.7 ThreadPoolExecutor使用示例

3.7.1 示例代碼

3.7.2 shutdown（）VS shutdownNow（）

四 ScheduledThreadPoolExecutor詳解

4.1 簡介

4.2 ScheduledThreadPoolExecutor運行機制

4.3 ScheduledThreadPoolExecutor執行周期任務的步驟

4.4 ScheduledThreadPoolExecutor使用示例

4.4.2 ScheduledExecutorService scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long delay,TimeUnit unit)方法

4.4.3 scheduleWithFixedDelay() vs scheduleAtFixedRate()

五 各種線程池的適用場景介紹

六 總結

參考

相關推薦

一使用線程池的好處

五各種線程池的適用場景介紹

六總結