前言
Java的多线程编程一直是程序员们的挑战之一，而线程池则是在这个领域中的一颗璀璨明珠。本文将深入研究Java线程池，解开其神秘面纱，探索其工作原理、优势和最佳实践。我们将带您进入多线程的奇妙世界，让您轻松掌握如何高效地管理和利用线程池，提升Java应用的性能和稳定性。
线程池
我们使用线程的时候就去创建一个线程，这样实现起来非常简便，但是就会有一个问题：
如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。
那么有没有一种办法使得线程可以复用，就是执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务？
在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。
线程池：其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，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。
合理利用线程池能够带来三个好处：
- 降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
- 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。
- 提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。
线程池的使用
Java里面线程池的顶级接口是java.util.concurrent.Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是java.util.concurrent.ExecutorService。
要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此在java.util.concurrent.Executors线程工厂类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。官方建议使用Executors工程类来创建线程池对象。
Java类库提供了许多静态方法来创建一个线程池：
Executors类中创建线程池的方法如下：
a、newFixedThreadPool 创建一个固定长度的线程池，当到达线程最大数量时，线程池的规模将不再变化。
b、newCachedThreadPool 创建一个可缓存的线程池，如果当前线程池的规模超出了处理需求，将回收空的线程；当需求增加时，会增加线程数量；线程池规模无限制。
c、newSingleThreadPoolExecutor 创建一个单线程的Executor，确保任务对了，串行执行
d、newScheduledThreadPool 创建一个固定长度的线程池，而且以延迟或者定时的方式来执行，类似Timer；
使用线程池中线程对象的步骤：
- 创建线程池对象。
- 创建Runnable接口子类对象。(task)
- 提交Runnable接口子类对象。(take task)
获取到了一个线程池ExecutorService 对象，定义了一个使用线程池对象的方法如下：
public Future<?> submit(Runnable task):获取线程池中的某一个线程对象，并执行
Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用。
- 关闭线程池(一般不做)。
示例：
import java.util.Date; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; class MyThread implements Runnable{ @Override public void run() { System.out.println("我要一个教练"); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("教练来了："+Thread.currentThread().getName()); System.out.println("教完后，教练回到了游泳池"); } } public class ThreadPoolDemo { public static void main(String[] args) { // //创建一个包含固定数量的线程池对象 // ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2); // //创建一个包含单条线程的线程池 // ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); // //创建一个带缓冲区的线程池，会根据需求创建线程 // ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10); //创建Runnable实例对象 MyThread r = new MyThread(); //自己创建线程的方式 // Thread t = new Thread(r); // t.start(); // //从线程池中获取线程对象，然后调用MyThread的run方法 // executorService.submit(r); // //再获取一个线程对象， // executorService.submit(r); // executorService.submit(r); // //注意：submit方法调用后，程序并不终止，因为线程次控制了线程的关闭 // //使用完，又归还到了线程池中， // // //关闭线程池 // executorService.shutdown(); for (int i = 0; i < 10; i++) { scheduledExecutorService.schedule(r,10, TimeUnit.SECONDS);//延迟10秒执行 } scheduledExecutorService.shutdown();;//执行到此处并不会马上关闭连接池 // while(!scheduledExecutorService.isTerminated()){ // // } System.out.println("Main Thread finished at"+new Date()); } }
Callable接口
一般情况下，使用Runnable接口、Thread实现的线程我们都是无法返回结果的。但是如果对一些场合需要线程返回的结果。就要使用用Callable、Future这几个类。Callable只能在ExecutorService的线程池中跑，但有返回结果，也可以通过返回的Future对象查询执行状态。Future 本身也是一种设计模式，它是用来取得异步任务的结果
看看其源码：
public interface Callable<V> { V call() throws Exception; }
它只有一个call方法，并且有一个返回V，是泛型。可以认为这里返回V就是线程返回的结果。
ExecutorService接口：线程池执行调度框架
<T> Future<T> submit(Callable<T> task); <T> Future<T> submit(Runnable task, T result); Future<?> submit(Runnable task);
示例：
import java.util.Random; import java.util.concurrent.*; class HandleCallable implements Callable<Integer> { private String name; public HandleCallable(String name) { this.name = name; } @Override public Integer call() throws Exception { System.out.println("task"+ name + "开始进行计算"); Thread.sleep(3000); int sum = new Random().nextInt(300); int result = 0; for (int i = 0; i < sum; i++) result += i; return result; } } public class FutureTest{ public static void main(String[] args) { System.out.println("main Thread begin at:"+ System.nanoTime()); //创建线程池对象 ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); HandleCallable task1 = new HandleCallable("1"); HandleCallable task2 = new HandleCallable("2"); HandleCallable task3 = new HandleCallable("3"); //执行 Future<Integer> result1 = executor.submit(task1); Future<Integer> result2 = executor.submit(task2); Future<Integer> result3 = executor.submit(task3); executor.shutdown(); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e1) { e1.printStackTrace(); } //获取到返回的直接 try { System.out.println("task1运行结果:"+result1.get()); System.out.println("task2运行结果:"+result2.get()); System.out.println("task3运行结果:"+result3.get()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("main Thread finish at:"+ System.nanoTime()); } }
最后
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