Java线程池及其底层源码实现分析
相关类：
Executors
ExecutorService
Callable
ThreadPool
Future
接口：
Executor
Executor接口的使用：
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public class TestExecutor implements Executor{
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@Override
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public void execute(Runnable command){
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//调用execute方法常常传入runnable接口对象，开启线程
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}
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}
ExecutorService接口的使用：（继承Executor接口）
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/**
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*submit方法（执行runnble、callable对象的线程）
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*实现类：各种线程池
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*/
Callable接口 && Runnable接口
callable调用call方法
runnable调用run方法
都可以被线程调用，但
callable的call方法具有返回值（泛型）
Executors类（操作Executor的工具类）
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ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);//创建5个线程的线程池
ThreadPool线程池类（装着线程的容器）
线程池创建的固定线程，线程任务执行完后线程
不会消失，处于等待任务的状态（idel）。
线程任务大于线程池容量时，多出来的任务放在
等待队列中（
内部使用BlockingQueue实现）
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public class TestThreadPool{
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public static void main(String[] args){
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ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);//1.创建5个线程的线程池容器
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for(int i=0;i<6;i++){//2.放6个任务，线程池一次只能放5个，所以第6个任务需要重复使用旧的线程
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service.execute(() -> {
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System.out.println(Thread.getCurrentThread().getName());//3.打印出当前线程名
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});
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}
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service.shutdown();//执行完当前任务则关闭线程
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service.shutdownNow();//无论是否执行完都关闭线程
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}
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}
Future接口（线程未来产生的返回值）
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public class TestFuture{
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public static void main(String[] args){
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//FutureTask实现类Runnable和Future接口
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FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(
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Thread.sleep(500);//阻塞等待500毫秒
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return 1000;
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);
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//new的方式启动线程任务
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new Thread(task).start();
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System.out.println(task.get());//阻塞等待500毫秒后得到返回值
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///////////////////////////////////////////////////////////////////
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ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);//创建5个线程的线程池
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Future<Integer> future = service.submit(()->{//相当于运行类callable接口的call方法，返回1
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Thread.sleep(500);
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return 1;
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});
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System.out.println(future.get());//阻塞等待500毫秒后得到返回值
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}
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}
WorkStealingPool偷任务线程池
底层采用ForkJoinPool实现（开启的是Deamon守护线程，主线程退出则线程退出）
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public class WorkStealingPoolTest {
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public static void main(String[] args) throws IOException {
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//根据CPU核数启动相应个数的线程（4核cpu---4个线程）
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ExecutorService service = Executors.newWorkStealingPool();
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System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
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service.execute(new R(1000));//线程1执行任务1----1秒
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service.execute(new R(2000));//线程2执行任务2----2秒
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service.execute(new R(2000));//线程3执行任务3----2秒
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service.execute(new R(2000));//线程4执行任务4----2秒
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service.execute(new R(2000));//任务5阻塞，当线程1执行完后把任务5偷过来执行
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//由于产生的是守护线程，主线程不阻塞的话，看不到输出
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System.in.read();//将主线程阻塞
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}
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static class R implements Runnable {
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int time;
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R(int t) {
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this.time = t;
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}
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@Override
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public void run() {
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try {
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TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);
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} catch (InterruptedException e) {
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e.printStackTrace();
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}
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//打印线程名---ForkJoinPool
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System.out.println(time + " " + Thread.currentThread().getName());
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}
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}
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}
ForkJoinPool（分支合并线程池）
思想：
分治，把大任务拆分成小任务并行计算，计算完成后将结果合并
守护线程
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public class ForkJoinPoolTest{
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public static void main(String[] args) throws Exception {
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ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
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MyTask task = new MyTask(inits, 0, inits.;ength-1);
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ForkJoinTask<int[]> taskResult = pool.submit(task);
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try {
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taskResult.get();//阻塞等待所有线程结果计算完成
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} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
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e.printStackTrace(System.out);
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}
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}
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/**
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* 单个排序的子任务
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*/
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static class MyTask extends RecursiveTask<int[]> {
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private int[] source;
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private int start;
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private int end;
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public MyTask(int[] source,int start, int end ) {
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this.source = source;
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this.start = start;
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this.end = end;
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}
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@Override
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protected int[] compute() {
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//长度小于50，进行计算
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if(source.length <= 50) {
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long sum = 0L;
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for(int i=start; i<end; i++) sum += nums[i];
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return sum;
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}
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//长度大于50，继续划分子任务
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int middle = start + (end-start)/2;
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AddTask subTask1 = new MyTask(source,start,middle);
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AddTask subTask2 = new MyTask(source,middle,end);
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subTask1.fork();//递归创建子任务线程
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subTask2.fork();
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//计算完成后将两个子任务的结果合并
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return subTask1.join() + subTask2.join();
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}
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}
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}
各种线程池的底层实现：
一、基本线程池：
FixedThreadPool
CachedThreadPool
ScheduledThreadPool
SingleThreadPool
二、底层创建线程池都是使用ThreadPoolExecutor类实现的，而放置任务、执行任务使用了生产者消费者模型（阻塞队列的方式）
关于阻塞队列解决生产者消费者问题可以参考我的另一篇文章：
http://blog.csdn.net/qq_17305249/article/details/77807296
三、源码分析
ThreadPoolExecutor的API：
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ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//核心线程数（最小）
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int maximumPoolSize,//最大线程数
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long keepAliveTime, //线程运行时间
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TimeUnit unit, //时间单位
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BlockingQueue<Runnable> workQueue)//底层采用哪种阻塞队列来放线程任务
各种线程池的底层实现：
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//FixedThreadPool
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public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads){
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return new ThreadPoolExecutor(nThreads,//初始线程数自定义
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nThreads,//最大线程数自定义
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0L, TimeUnit.SECONDS,//一旦启动线程池，线程永远不消失
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new LinkedBlockingQueue<Runnable>());//链表阻塞队列
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}
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//CachedThreadPool(采用同步阻塞队列装任务，队列中有任务则启动新线程执行，没任务就阻塞)
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public static ExecutorService newCachedThreadPool(){
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return new ThreadPoolExecutor(0,//初始为0个线程
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Integer.MAX_VALUE,//可以启动无限多线程
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60L, TimeUnit.SECONDS,//60秒空闲则结束
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new SynchronousQueue<Runnable>());//同步阻塞队列，有任务马上开新线程执行（容量用于为0）
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}
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//SingleThreadPool
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public static ExecutorService newSingleThreadPool(){
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return new ThreadPoolExecutor(1,//初始线程数为1
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1,//最大线程数为1
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0L, TimeUnit.SECONDS,//一旦启动线程池，线程永远不消失
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new LinkedBlockingQueue<Runnable>());//链表阻塞队列
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}
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//ScheduledThreadPool
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public newScheduledThreadPool(int corePoolSize){
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super(corePoolSize,//初始线程数自定义
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Integer.MAX_VALUE,//无限多线程数
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0, NANOSECONDS,//一旦启动线程池，线程永远不消失
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new DelayedWorkQueue<Runnable>());//延时阻塞队列，隔一段时间执行一次任务
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}