Java并发编程：4种线程池和缓冲队列BlockingQueue

一. 线程池简介

1. 线程池的概念：

线程池就是首先建立一些线程，它们的集合称为线程池。使用线程池能够很好地提升性能，线程池在系统启动时即建立大量空闲的线程，程序将一个任务传给线程池，线程池就会启动一条线程来执行这个任务，执行结束之后，该线程并不会死亡，而是再次返回线程池中成为空闲状态，等待执行下一个任务。

2. 线程池的工做机制

2.1 在线程池的编程模式下，任务是提交给整个线程池，而不是直接提交给某个线程，线程池在拿到任务后，就在内部寻找是否有空闲的线程，若是有，则将任务交给某个空闲的线程。

2.1 一个线程同时只能执行一个任务，但能够同时向一个线程池提交多个任务。

3. 使用线程池的缘由：

多线程运行时间，系统不断的启动和关闭新线程，成本很是高，会过渡消耗系统资源，以及过渡切换线程的危险，从而可能致使系统资源的崩溃。这时，线程池就是最好的选择了。

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二. 四种常见的线程池详解

1. 线程池的返回值ExecutorService简介：

ExecutorService是Java提供的用于管理线程池的类。该类的两个做用：控制线程数量和重用线程

2. 具体的4种经常使用的线程池实现以下：（返回值都是ExecutorService）

2.1 Executors.newCacheThreadPool()：可缓存线程池，先查看池中有没有之前创建的线程，若是有，就直接使用。若是没有，就建一个新的线程加入池中，缓存型池子一般用于执行一些生存期很短的异步型任务

示例代码：

输出结果：

pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行

线程池为无限大，当执行当前任务时上一个任务已经完成，会复用执行上一个任务的线程，而不用每次新建线程

2.2 Executors.newFixedThreadPool(int n)：建立一个可重用固定个数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。

示例代码：

输出结果：

pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行
pool-1-thread-2正在被执行
pool-1-thread-3正在被执行
pool-1-thread-1正在被执行

由于线程池大小为3，每一个任务输出打印结果后sleep 2秒，因此每两秒打印3个结果。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()

2.3 Executors.newScheduledThreadPool(int n)：建立一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行

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延迟执行示例代码：

输出结果：延迟1秒执行

按期执行示例代码：

输出结果：

延迟1秒后每3秒执行一次
延迟1秒后每3秒执行一次
.............

2.4 Executors.newSingleThreadExecutor()：建立一个单线程化的线程池，它只会用惟一的工做线程来执行任务，保证全部任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

示例代码：

输出结果：

pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:0
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:1
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:2
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:3
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:4
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:5
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:6
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:7
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:8
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:9

三. 缓冲队列BlockingQueue和自定义线程池ThreadPoolExecutor

1. 缓冲队列BlockingQueue简介：

BlockingQueue是双缓冲队列。BlockingQueue内部使用两条队列，容许两个线程同时向队列一个存储，一个取出操做。在保证并发安全的同时，提升了队列的存取效率。

2. 经常使用的几种BlockingQueue：

ArrayBlockingQueue（int i）:规定大小的BlockingQueue，其构造必须指定大小。其所含的对象是FIFO顺序排序的。

LinkedBlockingQueue（）或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其构造时指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX_VALUE来决定。其所含的对象是FIFO顺序排序的。

PriorityBlockingQueue（）或者（int i）:相似于LinkedBlockingQueue，可是其所含对象的排序不是FIFO，而是依据对象的天然顺序或者构造函数的Comparator决定。

SynchronizedQueue（）:特殊的BlockingQueue，对其的操做必须是放和取交替完成。

3. 自定义线程池（ThreadPoolExecutor和BlockingQueue连用）：

自定义线程池，能够用ThreadPoolExecutor类建立，它有多个构造方法来建立线程池。

常见的构造函数：ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)

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示例代码：

输出结果：

pool-1-thread-1正在被执行pool-1-thread-2正在被执行pool-1-thread-3正在被执行