Java多线程编程 - HelloWorld开发者社区

　　在计算机中，线程是稀缺资源，创建过多的线程，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，合理的使用线程池对线程进行统一分配、调优和监控，有以下好处：

降低资源消耗；
提高响应速度；
提高线程的可管理性。

　　Java多线程编程常用到多线程框架Executor，使用此框架可以方便、高效的对线程进行管理，我们先了解下Executor。
　　Executor是从Java 5开始引入的一个框架，在java.util.concurrent 包下，其内部使用了线程池机制，通过该框架来控制线程的启动、执行和关闭，可以简化并发编程的操作。因此，在Java 5之后，通过Executor来启动线程比使用Thread的start方法更好，更方便管理，效率更高。
　　Executor框架主要包括：线程池，Executor，Executors，ExecutorService，CompletionService，Future/FutureTask，Runnable/Callable等。

Executor接口

　　Executor接口是Executor框架最基本的接口，Executor框架的大部分类都直接或间接地实现了此接口。Executor接口只有一个方法：

void execute(Runnable command);

　　该方法接收一个Runable实例参数，用来执行一个任务，这个任务就是一个实现了Runnable接口的类。

ExecutorService接口

　　ExecutorService接口继承自Executor接口，它提供了多个方法用于对线程进行管理。

public interface ExecutorService extends Executor {
    //依次关闭任务，在此过程中会执行先前提交的任务，但不接受任何新任务。
    void shutdown();
    
    //阻止等待中的任务启动，并试图停止当前正在执行的任务，不再接收新任务，返回处于等待队列的任务列表
    List<Runnable> shutdownNow();

    //判断线程池是否已经关闭
    boolean isShutdown();

    //如果执行关闭操作后所有任务都已完成，则返回true。注意，除非首先调用 shutdown 或 shutdownNow，否则 isTerminated 永不为 true。
    boolean isTerminated();

    //阻塞并等待被关闭任务执行完成，或发生超时，或发生中断  
    boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

    //提交一个有返回值的 Callable 任务用于执行，并返回一个表示任务的未决结果的Future。任务成功执行时，该Future的get()方法将会返回执行结果。
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);

    //提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的Future。任务成功执行时，该Future的get()方法将会返回给定的结果 result。
    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

    //提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的Future。任务成功执行时，该Future的get()方法将会返回null   
    Future<?> submit(Runnable task);

    //执行给定的任务，当所有任务完成时，返回保持任务状态和结果的 Future 列表。
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks) throws InterruptedException;

    //执行给定的任务，当所有任务完成时，返回保持任务状态和结果的 Future 列表。
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks, long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

    //执行给定的任务，给定的任务中任何一个任务完成时，则返回其结果。一旦正常或异常返回，则取消尚未完成的任务。
    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException, ExecutionException;

    //执行给定的任务，给定的超时时间内任何一个任务完成时，则返回其结果。一旦正常或异常返回，则取消尚未完成的任务。
    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks, long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

Executors类

　　Executors是Java线程池的工厂类，它提供了一系列方法用于创建线程池，返回的线程池都实现了ExecutorService接口。

　　常用的创建线程池的方法：

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor();

　　创建一个单线程的线程池。这个线程池用唯一的工作线程来执行任务，所有任务按照指定顺序依次执行。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads);

　　创建具有固定的线程数量的线程池。线程池中的这些线程可重用，当所有线程都处于活动状态时，再次提交的任务都会加入等待队列，等待其他线程结束，当有线程处于空闲状态时会被下一个任务复用。

public static ExecutorService newCachedThreadPool();

　　创建一个可缓存线程的线程池，调用execute()将重用以前构造的线程（如果有线程可用）。如果当前没有线程可用，则创建一个新线程并添加到线程池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。
可以看出缓存线程池大小是不定值，根据需要会创建不同数量的线程。在使用缓存型线程池时，先查看线程池中有没有空闲线程，如果有，就复用；如果没有，新建线程并加入线程池中。缓存型线程池通常用于执行一些生存期很短的异步型任务。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize);

　　创建一个支持定时及周期性任务执行的线程池。此线程池中的线程可延迟执行，定时执行或固定周期执行。

CompletionService

　　CompletionService接口用于异步获取并行任务的执行结果。使用Future和Callable可以获取线程的执行结果，但是获取的方式是阻塞的，需要根据线程添加到线程池中的顺序依次获取，如果获取不到就会阻塞。为了解决这种情况，可以使用CompletionService非阻塞的获取任务的执行结果。CompletionService异步非阻塞的获取任务执行结果是通过队列来实现的，一个任务执行完成后就将其执行结果放到队列中，获取结果是从队列中取，先执行结束的线程的结果先被获取，避免了某个线程阻塞会影响后续线程执行结果获取的情况。

Runnable/Callable

　　实现了Runnable或Callable接口的类就是线程的执行类，线程业务代码要被封装在实现了Runnable或Callable接口的类中。实现了Runnable接口的线程业务类可以使用execute()方法直接执行，也可以使用ExecutorService的submit()方法提交并执行。实现了Callable接口的线程业务类，只能通过ExecutorService的submit(Callable task) 方法来提交并执行，并且返回一个Future，这个Future表示任务的未决执行结果。

线程池

　　表示线程池的类有两个：ThreadPoolExecutor 和 ScheduledThreadPoolExecutor，Executors类创建的线程池就属于这两个类中的一个。

　　ThreadPoolExecutor：单线程线程池、可缓存的线程池、固定数目线程的线程池都是ThreadPoolExecutor类。
　　ScheduledThreadPoolExecutor: 支持定时及周期性的任务的线程池是ScheduledThreadPoolExecutor类。

示例

　　待补充

参考：

　　https://blog.csdn.net/fangqun663775/article/details/78961417
　　https://www.cnblogs.com/fengsehng/p/6048610.html
　　https://blog.csdn.net/tongdanping/article/details/79604637