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