高并发编程四

线程池
一种最为简单的线程创建和回收的方法类：

new Thread(new Runable() {
        public void run() { //do sth}
    }).start();

在 run() 方法结束后，自动回收改线程。
在简单的应用系统中，这段代码并没有太多问题。但是在真实生产环境中，系统由于真实环境需要，
可能会开启很多线程来支撑其应用。

在实际生产环境中，线程的数量必须得到控制。盲目的大量创建线程对于系统性能是很有伤害的。

JDK 对线程池的支持
JDK 提供了一套 Executor 框架，有效进行线程控制。
ThreadPoolExecutor 表示一个线程池。
Executors 扮演线程池工厂的角色，Executors 可以取得一个拥有特定功能的线程池。

Executor 框架提供了各种类型的线程池：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
    public static ExecutorService newCachedThreadPool()
    public static ScheduleExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor()
    public static ScheduleExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

1) newFiexedThreadPool() :返回一个固定线程数的线程池。线程池中线程数量始终不变。
当新任务提交时，线程池有空闲线程，就立即执行。若没有，会被存在一个任务队列中，有空闲时，便处理任务队中的任务。
2) newSingleTHreadExecutor() :返回一个只有一个线程的线程池。
若多余一个任务被提交，任务会被保存在一个任务队中，待线程空闲，按先入先出的顺序执行队列中的任务。
3) newCachedThreadPool() :返回一个可根据实际情况调整线程数量的线程池。
线程池数量不确定，若有空闲线程可以复用，则优先使用。若所有线程均在工作，又有新任务提交，则会创建新的线程处理。所有线程在当前任务执行完毕后，将返回线程池进行复用。
4) newSingleThreadScheduledExecutor() 返回一个 ScheduledExecutorService 对象，线程池大小为1.
ScheduledExecutorService 接口在 ExecutorService 接口之上扩展了在给定时间执行某任务的功能。
如在某个固定的延时之后执行，或者周期性执行某个任务。
5) new ScheduledThreadPool() :返回一个 ScheduledExecutorService 对象。
但改线程池可以指定线程数量。

//固定线程池

public class ThreadPoolDemo {
        public static class MyTask implements Runnable {

            @Override
            public void run() {
                System.out.println(System.currentTimeMillis() + ":Thread ID:" + Thread.currentThread().getId());

                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

        public static void main(String[] args) {
            MyTask task = new MyTask();

            ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(5);
            for (int i = 0;i < 10;i++) {
                es.submit(task);
            }
        }
    }

输出：
1483410660734:Thread ID:12
1483410660734:Thread ID:15
1483410660734:Thread ID:14
1483410660734:Thread ID:13
1483410660734:Thread ID:11
1483410661737:Thread ID:12
1483410661737:Thread ID:15
1483410661737:Thread ID:14
1483410661737:Thread ID:11
1483410661737:Thread ID:13

计划任务
ScheduledExectorServic 对象，主要方法：

public ScheduledFuture<?> schedule(Runable command,long delay,TimeUnit unit)
    public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,
    long period,TimeUnit unit)
    public ScheduleFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,
    long delay TimeUnit unit)

scheduleAtFixedRate() 和 scheduleWithFixedDelay() 会对任务进行周期性调度。
对于 fixedRate, 任务调度的频率是一定的。它是以上一个任务开始执行时间为起点，
之后的 period 时间，调度下一次任务。
FixDelay,上一个任务结束之后，再经过 delay时间进行任务调度。

扩展线程池
ThreadPoolExecutor 提供了 beforeExecute()、afterExecute() 和 terminated() 三个接口扩展
优化线程池线程数量
< java concurrency in practice> 一书中给出估算线程池大小的经验公式：
Ncpu = CUP 的数量
Ucpu = 目标CPU的使用率，0 <= Ucpu <= 1
W / C = 等待时间与计算时间的比率

为保持处理器达到期望的使用率，最优的池的大小等于：
```
Nthreads = Ncpu * Ucpu * (1 + W/C )
```
在 java 中，可以通过：
```
Runtime.getRuntime().availableProcessors()
```
取得可用的CPU数量。
在线程池中寻找堆栈
一种最简单的方法，放弃 submit(),改用 execute().
pools.execute(new DivTask(100,i));
```
或者使用下面改造:
Future re = pools.submit(new DivTask(100,i));
re.get();
```
并发集合简介
1) concurrentHashMap: 高效的并发 HashMap. 线程安全的 HashMap.
2) CopyOnWriteArrayList: 是一个 List，在读多写少的场合，这个 list 的性能非常好，远远好于 Vector
3) concurrentLinkedQueue: 高效的并发队列，使用链表实现。线程安全的 LinkedList。
4) BlockingQueue: 接口，JDK内部通过链表、数组等方式实现这个接口。
表示阻塞队列，非常适合用于作为数据共享的通道。
5) concurrentSkipListMap: 跳表的实现。是一个Map，使用跳表的数据结构进行快速查找。

java.util 下的 Vector 是线程安全的,Collections 可以帮助我们将任意集合包装成线程安全的集合。

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