java基础——线程池

第2章 线程池

2.1 线程池概念

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。

我们详细的解释一下为什么要使用线程池？

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。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。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。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。

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。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。这样，就可以立即为请求服务，使用应用程序响应更快。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。

2.2 使用线程池方式--Runnable接口

通常，线程池都是通过线程池工厂创建，再调用线程池中的方法获取线程，再通过线程去执行任务方法。

1. Executors：线程池创建工厂类

　　1.1 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：返回线程池对象

2.ExecutorService：线程池类

　　2.1 Future<?> submit(Runnable task)：获取线程池中的某一个线程对象，并执行

3.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

4. 使用线程池中线程对象的步骤：

　　4.1. 创建线程池对象

　　4.2. 创建Runnable接口子类对象

　　4.3. 提交Runnable接口子类对象

　　4.4.关闭线程池

/**
 * JDK1.5新特性，实现线程池程序
 * 使用工厂类Executors中的静态方法创建线程对象，指定线程的个数
 *      static ExectorService newFixedThreadPoll(int 个数) 返回线程池对象
 *      返回的是ExectorService接口的实现类
 *
 *      接口实现类对象，调用方法submit(Runnable r) 提交线程执行任务
 * Created by YuKai Fan on 2018/8/15.
 */
public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //使用工厂类Executors中的静态方法创建线程对象
        //返回的是ExectorService接口的实现类
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(3);
        //调用接口实现类对象es中的方法submit提交线程任务
        //将Runnable接口的实现类对象传递
        es.submit(new ThreadPoolRunnable());
        es.submit(new ThreadPoolRunnable());
        es.submit(new ThreadPoolRunnable());
    }
}

/**
 * Created by YuKai Fan on 2018/8/15.
 */
public class ThreadPoolRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程提交任务");
    }
}

打印结果：

pool-1-thread-1线程提交任务
pool-1-thread-2线程提交任务
pool-1-thread-3线程提交任务

如果将线程池的个数改为2的话，打印结果为：

pool-1-thread-1线程提交任务
pool-1-thread-2线程提交任务
pool-1-thread-1线程提交任务

所以当线程池的个数小于需要执行的线程任务时，会存在线程等待状态

2.3 使用线程池方式—Callable接口

1. Callable接口：与Runnable接口功能相似，用来指定线程的任务。其中的call()方法，用来返回线程任务执行完毕后的结果，call方法可抛出异常。

2.ExecutorService：线程池类

　　2.1 <T> Future<T> submit(Callable<T> task)：获取线程池中的某一个线程对象，并执行线程中的call()方法

3. 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

4 使用线程池中线程对象的步骤：

　　4.1. 创建线程池对象

　　4.2. 创建Callable接口子类对象

　　4.3. 提交Callable接口子类对象

　　4.4. 关闭线程池

/**
 * Callable 接口实现类，作为线程提交任务
 * 使用方法返回值
 * Created by YuKai Fan on 2018/8/15.
 */
public class ThreadPoolCallable implements Callable<String>{
    @Override
    public String call() throws Exception {
        return "abc";
    }
}

/**
 * 实现线程程序的第三个方式，实现Callable接口方式
 * 实现步骤
 *      工厂类Executors静态方法newFixedThreadPoll方法。创建线程池对象
 *      线程池对象ExecutorService接口实现类，调用方法submit提交线程任务
 *      submit(Callable c)
 * Created by YuKai Fan on 2018/8/15.
 */
public class ThreadPoolDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
        //提交线程任务的方法submit方法返回Future接口的实现类
        Future<String> f = es.submit(new ThreadPoolCallable());//注意：submit方法调用结束后，程序并不终止，是因为线程池控制了线程的关闭。将使用完的线程又归还到了线程池中
        System.out.println(f.get());
    }
}

Callable接口实现类,call方法可抛出异常、返回线程任务执行完毕后的结果

2.4 线程池练习：返回两个数相加的结果

要求：通过线程池中的线程对象，使用Callable接口完成两个数求和操作

l 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

　　V get() 获取Future对象中封装的数据结果

/**
 * 使用多线程技术，求和
 * 两个线程，1个线程计算1+100,另一个线程计算1+200
 * 多线程的异步计算
 * Created by YuKai Fan on 2018/8/15.
 */
public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
        Future<Integer> f1 = es.submit(new GetSumCallable(100));
        Future<Integer> f2 = es.submit(new GetSumCallable(200));
        System.out.println(f1.get());
        System.out.println(f2.get());
        es.shutdown();
    }
}

/**
 * Created by YuKai Fan on 2018/8/15.
 */
public class GetSumCallable implements Callable<Integer> {
    private int a;
    public GetSumCallable(int a) {
        this.a = a;
    }
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= a; i++) {
            sum = sum + i;
        }
        return sum;
    }
}