廖雪峰Java11多线程编程-3高级concurrent包-6ExecutorService

1. 线程池

Java语言内置多线程支持：

• 创建线程需要操作系统资源（线程资源，栈空间）
• 频繁创建和销毁线程需要消耗大量时间

假设我们有大量的小任务，可以让它排队执行，然后在一个线程池里有少量的线程来执行大量的任务。

使用线程池来复用线程，可以非常高效的执行大量小任务。



线程池：

• 线程池维护若干个线程，处于等待状态
• 如果有新任务，就分配一个空闲线程执行
• 如果所有线程都处于忙碌状态，新任务放入队列等待

2. ExecutorService

JDK提供了ExecutorService接口表示线程池：

    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4); //固定大小的线程池
    executor.submit(task1); //提交任务到线程池
    executor.submit(task2);
    executor.submit(task3)

常用的ExecutorService：

• FixedThreadPool：线程数固定
• CachedThreadPool：线程数根据任务动态调整
• SingleThreadExecutor：仅单线程执行

2.1 FixedThreadPool示例

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

class PrintTask implements Runnable{
    String name;
    public PrintTask(String name){
        this.name = name;
    }
    public void run(){
        for(int i=0;i<3;i++){
            System.out.println(i+" Hello,"+name+"!");
            try{
                Thread.sleep(1000);
            }catch (InterruptedException e){}
        }
    }
}
public class ThreadPool {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3); //指定线程池大小为3，提供了4个任务，会有1个任务等待有空闲线程后执行。
        executor.submit(new PrintTask("Bob"));
        executor.submit(new PrintTask("Alice"));
        executor.submit(new PrintTask("Tim"));
        executor.submit(new PrintTask("Robot"));
        Thread.sleep(10000);
        executor.shutdown(); //结束线程池
    }
}

### 2.2 SingleThreadExecutor示例
```#java
//单个线程，所有的任务将串行执行
ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
```

### 2.3 CachedThreadPool示例
```#java
//动态调整的线程池。由于CachedThreadPool会根据我们的任务，动态的调整线程的数量，所以这个任务提交后，线程池会立刻创建4个线程来执行它。
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
```

### 2.4 动态线程池指定最大线程数量
如果我们想要限制动态线程池中线程的上限，例如最多10个线程，这个时候，CachedThreadPool就不能够满足这个要求。
查看newCachedThreadPool源码，发现其实现的是ThreadPoolExecutor的构造方法，
```#java
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(
0, //初始化线程池的大小
Integer.MAX_VALUE, //线程池的最大值
60L,
TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue());
}
public ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue workQueue )
{
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}
```
示例
```#java
//设置最大数量为10的动态线程池
ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(0, 10, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue());
```

3. ScheduledThreadPool

JDK还提供了ScheduledThreadPool，使一个任务可以定期反复执行。

执行模式：

• Fixed Rate：在固定的间隔，任务就会执行。例如每隔3秒任务就会启动，而不管这个任务已执行了多长时间、是否结束
• Fixed Delay：当任务执行完毕以后，等待1秒钟再继续执行。无论任务执行多久，只有在任务结束以后，等待1秒钟才会开始执行下一次的任务。
  
  

注意：ScheduledThreadPool不会自动停止，需要手动强制结束。

3.1示例

import java.time.LocalTime;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

class HelloTask implements Runnable{
    String name;
    public HelloTask(String name){
        this.name = name;
    }
    public void run(){
        System.out.println("Hello,"+name+" ! It is "+LocalTime.now());
        try{
            Thread.sleep(1000);
        }catch (InterruptedException e){}
        System.out.println("Goodbye, "+name+"! It is "+LocalTime.now());
    }

}
public class SchedulePool {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        executor.scheduleAtFixedRate(new HelloTask("Bob"),2,5,TimeUnit.SECONDS); //2秒以后开始执行，每5秒就执行这个任务
        executor.scheduleWithFixedDelay(new HelloTask("Alice"),2,5,TimeUnit.SECONDS); //2秒以后开始执行，执行结束等待5秒再执行
    }
}

Bob的执行频率比Alice高的多，任务开始的时间差也越来越大
问题：
1.FixedRate模式下，如果任务执行时间过长，后续任务会不会并发执行？

不会
```#java
import java.time.LocalTime;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

class HelloTask implements Runnable{

String name;

public HelloTask(String name){

this.name = name;

}

public void run(){

System.out.println("Hello,"+name+" ! It is "+LocalTime.now());

try{

Thread.sleep(10000);

}catch (InterruptedException e){}

System.out.println("Goodbye, "+name+"! It is "+LocalTime.now());

}

}

public class SchedulePool {

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

ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(3);

executor.scheduleAtFixedRate(new HelloTask("Bob"),2,1,TimeUnit.SECONDS);

}

}

<img src="https://img2018.cnblogs.com/blog/1418970/201906/1418970-20190613214419984-1491212580.png" width="500" />
<font color=#FF0000><strong>2.如果任务抛出了异常，后续任务是否继续执行?</strong></font>
<font color=#458B00>不会</font>
```#java
import java.time.LocalTime;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

class HelloTask implements Runnable{
    String name;
    int count;
    public HelloTask(String name,int count){
        this.name = name;
        this.count = count;
    }
    public void run(){
        System.out.println("Hello,"+name+" ! It is "+LocalTime.now()+" "+count);
        try{
            if(count == 3){
                throw new RuntimeException("我是故意的");
            }
            Thread.sleep(1000);
        }catch (InterruptedException e){}
        System.out.println("Goodbye, "+name+"! It is "+LocalTime.now());
        count++;
    }

}
public class SchedulePool {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        executor.scheduleAtFixedRate(new HelloTask("Bob",0),2,5,TimeUnit.SECONDS);
    }
}

4. java.util.Timer

jdk还提供了java.util.Timer类，这个类也可以定期执行一个任务：

• 一个Timer对应一个Thread，只能定期执行一个任务。如果要执行多个定时任务，就必须要启动多个Timer。
• 必须在主线程结束时跳用Timer.cancel()

而一个ScheduledPool就可以调度多个任务，所以完全可以用新的Scheduled取代Timer类。

5. 总结：

• JDK提供了ExecutorService实现了线程池功能
• 线程池内部维护一组线程，可以搞笑执行大量小任务
• Executors提供了静态方法创建不同类型的ExecutorService
• 必须调用shutdown()关闭ExecutorService
• ScheduledThreadPool可以定期调度多个任务