java 多线程：线程池的使用Executors~ExecutorService； newCachedThreadPool；newFixedThreadPool(int threadNum)；ScheduledExecutorService

1，为什么要使用线程池：Executors

系统启动一个新线程的成本是比较高的，因为它涉及与操作系统交互。在这种情形下，使用线程池可以很好地提高性能，尤其是当程序中需要创建大量生存期很短暂的线程时，更应该考虑使用线程池。

线程池在系统启动时即创建大量空闲的线程，程序将Runnable对象或Callable对象传给线程池，线程池就会启动1个空闲的线程来执行它们的run()或者call()方法， run()或call()方法执行结束后，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Runnable对象或者Callable对象的run()或者call()方法

 

2，线程池的基本使用：

在Java5之前开发者要实现线程池必须手动去实现。但是在Java5之后，提供了一个Executors工厂类来生产线程池，这个类提供了很多工厂方法，我们会逐一的去写。

使用线程池的流程如下：

• (1),调用Executors静态方法newXXXX获取ExecutorService对象，该对象代表一个线程池
• (2),创建Runnable实例或Callable实例，作为线程运行任务。
• (3),调用ExecutorService对象的submit()方法来提交Runnable或Callable实例。
• (4),当不想提交任务时，调用ExecutorService 对象 shutdown()方法来关闭线程池

示例：newCachedThreadPool

import java.util.concurrent.ExecutorService;
        import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @ClassName ExecutorsThreadPoolTest
 * @projectName: object1
 * @author: Zhangmingda
 * @description： XXX
 * date: 2021/4/26.
 */
public class ExecutorsThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable r = () ->{
            String tName = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println(tName + "运行中...");
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(tName + "运行结束!");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        };
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i=0; i<10; i++) {
            threadPool.submit(r);
        }
        /**
         * 如果不关闭线程池。则持续等待提交新的线程
         */
        threadPool.shutdown();  //关闭线程池就无法再次submit;已submit的线程运行结束后会退出
    }
}

3、创建线程池的静态方法

• 1，ExecutorService newCachedThreadPool():创建一个具有缓存功能的线程池，系统会根据需要创建线程，这些创建的线程会缓存在线程池中，以后，如果它是空闲，可以被复用。
• 2，ExecutorService newFixedThreadPool(int threadNum):创建一个可重用的，具有固定线程数量的线程池。
• 3，ExecutorService newSingleThreadExecutor():创建一个只有单线程的线程池，它相 于调用 newFixedThreadPool()方法时传入参数为1

测试用例：newFixedThreadPool、ewSingleThreadExecutor

import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @ClassName ExecutorsFixedThreadPool
 * @projectName: object1
 * @author: Zhangmingda
 * @description： XXX
 * date: 2021/4/27.
 */
public class ExecutorsFixedThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = () -> {
            String tName = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println(tName + "开始运行");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(tName + "\033[31;1m运行结束\033[0m");
        };
//        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);  //固定线程数量的线程池
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();  //只有一个线程的线程池
        for (int i=0; i<10; i++){
            fixedThreadPool.submit(runnable,"te");
        }
        fixedThreadPool.shutdown();

    }
}

3，线程池延迟任务和定时任务ScheduledExecutorService类

• 1，newScheduledThreadPool(int corePooISize): 创建具有指定线程数的线程池，它可以在指定延迟后执行线程任务 corePoolSize 指池中所保存的线程数，即使线程是空闲的也被保存在线程池
  执行任务方法：
  等待指定时间后执行一次：schedule(r,5, TimeUnit.SECONDS) ，r为Runnable或Callable对象后面   ：
  等待指定时间后执行，然后周期性执行scheduleAtFixedRate(r,5,1,TimeUnit.SECONDS)
• 2，newSingleThreadScheduledExecutor(): 创建只一个线程的线程池，它可以在指定延迟后执行线程任务

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @ClassName ExecutorsScheduledThreadPoolTest
 * @projectName: object1
 * @author: Zhangmingda
 * @description： XXX
 * date: 2021/4/27.
 */
public class ExecutorsScheduledThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable r = () -> {
            String tName = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println(tName + "运行中");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(tName + "运行结束");
        };
        ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(2);
        /**
         * schedule 任务已提交到线程池，5S后执行
         */
//        executorService.schedule(r,5, TimeUnit.SECONDS); //任务已提交到线程池，5S后执行
        /**
         * scheduleAtFixedRate
         * 任务等到时间才提交，周期性提交、不能shutdown,shutdown后无法提交了
         * 注：如果下一次执行时，上次自行的还没结束，则这次取消执行
         */
        executorService.scheduleAtFixedRate(r,5,1,TimeUnit.SECONDS);
//        executorService.shutdown();
    }
}

4，给定并行级别：

• 1，ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism): 创建持有足够的线程的线程池来支持给定的并行级别，该方法还会使用多个队列来减少竞争
• 2，ExecutorService newWorkStealingPool(): 该方法是前面方法的简化版本 如果前机器有4个CPU，则目标并行级别被设置为4
• 这两个方法是Java8新增的，这两个方法可充分利用多 CPU 并行的能力 这两个方法生成的 work stealing 池，都相于后台线程池，如果所有的前台线程都死亡了workstealing 池中的线程会自动死亡。

这两个方法是Java8新增的，这两个方法可充分利用多 CPU 并行的能力 这两个方法生成的 work stealing 池，都相于后台线程池，如果所有的前台线程都死亡了workstealing 池中的线程会自动死亡。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @ClassName ExecutorsWorkStealingPoolTest
 * @projectName: object1
 * @author: Zhangmingda
 * @description： XXX
 * date: 2021/4/27.
 */
public class ExecutorsWorkStealingPoolTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable r = () -> {
            String tName = Thread.currentThread().getName();
            try {
                System.out.println(tName + "开始运行");
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(tName + "运行结束");
        };
        /**
         * 创建支持多核CPU并行的线程池
         */
        ExecutorService executorService = Executors.newWorkStealingPool(); //译文：Stealing 窃取
        for (int i=0; i<10; i++){
            executorService.submit(r);
        }
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors()); //CPU核心数
        Thread.sleep(3000);
    }
}