Java執行緒之執行緒池的使用
在Java中進行非同步操作時，執行緒必不可少，但如果頻繁的建立、銷燬一個執行緒，這是很耗效能的，所以執行緒池就應運而生了，Java中主要有newFixedThreadPool、newCachedThreadPool、newSingleThreadExecuter及newScheduledThreadPool這四種執行緒池。
| 用法 | 具體實現 | |
|---|---|---|
| newFixedThreadPool | Executors.newFixedThreadPool(int) Executors.newFixedThreadPool(int,ThreadFactory) | new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()) |
| newCachedThreadPool | Executors.newCachedThreadPool() Executors.newCachedThreadPool(ThreadFactory) |
new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue()); |
| newSingleThreadExecuter | Executors.newSingleThreadExecutor() Executors.newSingleThreadExecutor(ThreadFactory) |
new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue())); |
| newScheduledThreadPool | Executors.newScheduledThreadPool(int) Executors.newScheduledThreadPool(int,ThreadFactory) | new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize); |
注
ScheduledThreadPoolExecutor是extend與ThreadPoolExecutor的子類，傳入引數如下super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,new DelayedWorkQueue());
- newFixedThreadPool：將建立一個固定長度的執行緒池，每當提交一個任務時將建立一個執行緒。直到達到執行緒池的最大數量，這時執行緒池的規模將不再變化（如果某個執行緒發生了未預測的Exception而結束，那麼執行緒池會補充一個新的執行緒）
- newCachedThreadPool：將建立一個可快取的執行緒池，如果執行緒池的規模超過了處理需求時，那麼將回收空閒的執行緒，而當需求增加時，則可以新增新的執行緒，執行緒池的規模不存在任何限制
- newSingleThreadExecuter：是一個單執行緒的Executor，它建立單個工作者來執行任務，如果這個執行緒異常結束，會建立另一個執行緒來替代，newSingleThreadExecuter確保依照任務在佇列中的順序來序列執行。
- newScheduledThreadPool：建立一個固定長度的執行緒池，而且以延遲或定時的方式來執行任務，類似於Timer。
ExecutorService
由於執行緒池都是實現了Executor介面，但Executor沒有生命週期，所以為了解決執行服務的生命週期問題，Executor擴充套件了ExecutorService介面，添加了一些用於生命週期的管理方法（同時還有一些用於任務提交的便利方法）。
- shutdown()：執行平緩的關閉過程，不在接受新的任務，同時等待已經提交的任務執行完成（包括那些還未開始執行的任務）
- shutdownNow()：將嘗試取消所有執行中的任務，返回所有未執行的任務
- isTerminated()：可以判斷ExecutorService是否已經終止。可以通過輪詢來判斷
- awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)：等待timeout後判斷是否終止
newScheduledThreadPool
在Java中，Timer負責管理延遲任務以及週期性任務，然而Timer存在以下的一些缺陷，
- Timer在執行所有定時任務時只會建立一個執行緒，如果某個任務的執行時間過長，那會將破壞其他TimerTask的定時精確性。而執行緒池能彌補這個缺陷，它可以提供多個執行緒來執行延時任務和週期任務
- 如果TimerTask丟擲一個未檢查的異常，那麼Timer將表現出糟糕的行為。Timer執行緒並不捕獲異常，因此當TimerTask丟擲未檢查的異常時將終止定時執行緒。在這種情況下，Timer也不會恢復執行緒的執行，而是會錯誤的認為整個Timer都被取消了。因此，已經被排程但尚未執行的TimerTask將不會執行，新的任務也不能被排程
因此如果要構建自己的排程服務，可以使用DelayQueue，它實現了BlockingQueue，併為newScheduledThreadPool（RxJava就是採用的newScheduledThreadPool來管理延遲任務及週期性任務的）提供排程功能。
攜帶結果的任務Callable與Future
Executor框架使用Runnable作為其基本的任務表示形式。Runnable是一種有很大侷限的抽象，雖然run能寫入到日誌檔案或者將結果放入某個共享的資料結構，但它不能返回一個值或者丟擲一個受檢查的異常。Callable是一種更好的抽象：它認為主入口點（即call）將返回一個值，並可能丟擲一個異常。
Future表示一個任務的生命週期，並提供相應的方法來判斷是否已經完成或取消，以及獲取任務的結果和取消任務等。在Future規範中包含的隱含意義是，任務的生命週期只能前進，不能後退，就像ExecutorService的生命週期一樣，當某個任務完成後，它就永遠停留在完成狀態上。Future有如下方法：
| cancel(boolean mayInterruptIfRunning) | isCancelled() | isDone() | get() | get(long timeout, TimeUnit unit) |
|---|---|---|---|---|
| 取消任務 | 判斷是否取消 | 當前任務是否執行完成 | 拿到返回的值 如果任務已經完成則立即返回一個值或者拋異常 如果任務未完成，則將阻塞直任務完成 |
同get()，但加了時間限制，如果在指定時間內未拿到值則拋異常 |
CompletionService:Executor與BlockingQueue
如果向Executor提交一組任務，並且希望在計算完成後獲得結果，那麼可以保留與每個任務關聯的Future，然後反覆使用get方法，同時將引數timeout指定為0，從而通過輪詢來判斷任務是否完成。這種方法雖然可行，但卻有些繁瑣。幸運的是，還有一種更好的方法：完成服務（CompletionService）
CompletionService將Executor和BlockingQueue的功能融合在一起。你可以將Callable任務提交給它來執行，然後使用類似佇列的操作take和poll等方法來獲得已完成的結果，而這些結果會在完成時將被封裝為Future。ExecutorCompletionService實現了CompletionService，並將計算結果委託給一個Executor。