Java线程池进阶

在之前的文章Java面试知识点（七十三）线程池 ，已经说了线程池的基本情况，包括线程池的运行原理，线程池的创建，任务的提交，获取结果，线程池的关闭和配置，下面我们在深入的了解一下线程池并进行代码编写。

一、线程池的继承架构

Java 里面线程池的顶级接口是 Executor，但是严格意义上讲 Executor 并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。

真正的线程池接口是 ExecutorService。下面这张图完整描述了线程池的类体系结构。

• Executor 是一个顶层接口（类似一个标记接口），在它里面只声明了一个方法 execute (Runnable)，返回值为 void，参数为 Runnable 类型，从字面意思可以理解，就是用来执行传进去的任务的；

• 然后 ExecutorService 接口继承了 Executor 接口，并声明了一些方法：submit、invokeAll、invokeAny 以及 shutDown 等；

• 抽象类 AbstractExecutorService 实现了 ExecutorService 接口，基本实现了 ExecutorService 中声明的所有方法；

• ThreadPoolExecutor 继承了类 AbstractExecutorService。

整理得：

二、线程池相关类

1.Executors 类

该类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。

• newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行，使用的阻塞队列是LinkedBlockingQueue；

• newFixedThreadPool：创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程，使用的 LinkedBlockingQueue；

• newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60 秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。 此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说 JVM）能够创建的最大线程大小，newCachedThreadPool 将 corePoolSize 设置为 0，将 maximumPoolSize 设置为 Integer.MAX_VALUE，使用的 SynchronousQueue，也就是说来了任务就创建线程运行，当线程空闲超过 60 秒，就销毁线程。

• newScheduledThreadPool：创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

• newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

• 【源码】

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
   
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
   
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
   
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

注意：声明LinkedBlockingQueue的时候，可以指定大小，也可以不指定，不指定的时候，就是默认Integer.MAX_VALUE的大小，所以当阻塞队列是linked并且不指定大小的时候，提交任务是否溢出是根据内存来确定的。而arrayblockingqueue必须指定大小

2.Future类

• Future 表示异步计算的结果。
  它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并获取计算的结果。
  计算完成后只能使用 get 方法来获取结果，如有必要，计算完成前可以阻塞此方法。

• 取消则由 cancel 方法来执行。还提供了其他方法，以确定任务是正常完成还是被取消了。一旦计算完成，就不能再取消计算。

• 如果为了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的结果，则可以声明 Future<?> 形式类型、并返回 null 作为底层任务的结果。
  

• Future 就是对于具体的 Runnable 或者 Callable 任务的执行结