【Java多线程】第一个线程池程序

线程池它就是一个池子（就像是养鱼的池子），可以养一定数量的鱼，可以重复使用！学习Java中的线程池，就是学习Java用了什么工具（API）和方法（设计模式）来搞出可以“养鱼的池子”。

本文作为入门级的线程池教程，主要介绍第一个线程池的一般写法，也就是“Hello，world”的水平，快速入门！

---

Table of Contents

什么是线程池

线程池体系

第一个线程池

---

什么是线程池

背景：

1. 如果反复创建销毁线程，也会有一定的系统资源开销；
2. 线程池，其实就是一个容纳多个线程的容器；Java初始时提供一定数量的、可重复使用的线程；
3. 省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。
4. 此外，当我们线程创建过多时，容易引发内存溢出，因此我们就有必要使用线程池的技术了。

为什么要使用线程池？

1. 在java中，如果每个请求到达就创建一个新线程，开销是相当大的。
2. 在实际使用中，创建和销毁线程花费的时间和消耗的系统资源都相当大，甚至可能要比在处理实际的用户请求的时间和资源要多的多。除了创建和销毁线程的开销之外，活动的线程也需要消耗系统资源。
3. 如果在一个jvm里创建太多的线程，可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足。
4. 为了防止资源不足，需要采取一些办法来限制任何给定时刻处理的请求数目，尽可能减少创建和销毁线程的次数，特别是一些资源耗费比较大的线程的创建和销毁，尽量利用已有对象来进行服务。
5. 线程池主要用来解决线程生命周期开销问题和资源不足问题。
6. 通过对多个任务重复使用线程，线程创建的开销就被分摊到了多个任务上了，而且由于在请求到达时线程已经存在，所以消除了线程创建所带来的延迟。
7. 这样，就可以立即为请求服务，使用应用程序响应更快。
8. 另外，通过适当的调整线程中的线程数目可以防止出现资源不足的情况。

《Java 并发编程的艺术》提到的来说一下使用线程池的好处：

1. 降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
2. 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
3. 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

注意：

1. 程序一开始的时候，创建多个线程对象，存储到集合中；当需要线程的时候，从几回合中获取线程出来；
2. 从JDK1.5开始，程序员不再需要自己开发线程池，而是使用内置线程池技术；

---

线程池体系

JDK给我们提供了Excutor框架来使用线程池，它是线程池的基础。Executor提供了一种将“任务提交”与“任务执行”分离开来的机制（解耦）。

---

第一个线程池

线程池的使用流程：

1. 调用Executors类的静态方法创建线程池；
2. 调用submit提交Runnable或Callable对象；
3. 保存好返回的Future对象，以便得到结果或者取消任务；
4. 当不想再提交任何任务时，调用shutdown

向线程池中提交Runnable接口的线程

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

public class ThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		
		//第一步：调用Executors类的静态方法创建线程池；
		ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(5); //创建一个固定大小的线程池
		
		//第二步-1：Runnable或Callable对象
		MyTask task = new MyTask();
		
		//第二步-2：提交Runnable或Callable对象到线程池中
		for(int i=0; i<10; i++) {
			es.submit(task); //连续提交10个线程到线程池中
		}
		es.shutdown();
	}
}
class MyTask implements Runnable {
	@Override
	public void run() {
		System.out.println("时间："+System.currentTimeMillis()+"；线程执行ID："+
					Thread.currentThread().getName());
		try {
			Thread.sleep(1000); //休眠1s
		} catch(InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

 程序输出：

1. 时间：1585382666365；线程执行ID：pool-1-thread-1
2. 时间：1585382666365；线程执行ID：pool-1-thread-4
3. 时间：1585382666365；线程执行ID：pool-1-thread-5
4. 时间：1585382666365；线程执行ID：pool-1-thread-2
5. 时间：1585382666365；线程执行ID：pool-1-thread-3

 

1. 时间：1585382667366；线程执行ID：pool-1-thread-5
2. 时间：1585382667367；线程执行ID：pool-1-thread-1
3. 时间：1585382667367；线程执行ID：pool-1-thread-2
4. 时间：1585382667367；线程执行ID：pool-1-thread-3
5. 时间：1585382667367；线程执行ID：pool-1-thread-4

分析：

1. 根据输出：前5个任务和后5个任务的执行时间正好相差1s！
2. 并且，前5个和后5个任务的线程ID都是完全一致的！说明前5个线程是同一个整体，后5个线程又是另一个整体！

 

向线程池中提交Callable接口的线程

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class ThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		
		//第一步：调用Executors类的静态方法创建线程池；
		ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2); //创建一个固定大小的线程池
		
		//第二步-1：创建Runnable或Callable对象
		MyTask task = new MyTask();
		
		//第二步-2：提交Runnable或Callable对象到线程池中
		//第三步：用Future保存好每个任务，以便对任务的操作
		Future<String> re01 = es.submit(task);
		Future<String> re02 = es.submit(task);
		
		try {
			System.out.println(re01.get()+re02.get()); //对任务进行操作！
		} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
		//第四步：关闭线程池
		es.shutdown();
	}
}

class MyTask implements Callable<String> {
	public String call() {
		String info = Thread.currentThread().getName();
		return info+"执行了....";
	}
}

Callable接口和Runnable接口一样，都是Java中多线程的实现方式。其中Callable接口实现的线程可以抛出异常，也可以有返回值，而Runnable接口实现的线程则不可以（不可抛异常，不可有返回值）！