线程池与Executor 框架

Myth丶恋晨 2021-09-16 13:56 328阅读 0赞

**本节思维导图：**

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## 一 使用线程池的好处 ##

**线程池**提供了一种限制和管理资源（包括执行一个任务）。 每个**线程池**还维护一些基本统计信息，例如已完成任务的数量。 这里借用《Java并发编程的艺术》提到的来说一下**使用线程池的好处**：

*  **降低资源消耗**。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
 *  **提高响应速度**。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
 *  **提高线程的可管理性**。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

## 二 Executor 框架 ##

### 2.1 简介 ###

Executor 框架是Java5之后引进的，在Java 5之后，通过 Executor 来启动线程比使用 Thread 的 start 方法更好，除了更易管理，效率更好（用线程池实现，节约开销）外，还有关键的一点：有助于避免 this 逃逸问题。

> 补充：this逃逸是指在构造函数返回之前其他线程就持有该对象的引用. 调用尚未构造完全的对象的方法可能引发令人疑惑的错误。

### 2.2 Executor 框架结构(主要由三大部分组成) ###

1 任务。

执行任务需要实现的**Runnable接口**或**Callable接口**。 **Runnable接口**或**Callable接口**实现类都可以被**ThreadPoolExecutor**或**ScheduledThreadPoolExecutor**执行。

**两者的区别：**

> **Runnable接口**不会返回结果但是**Callable接口**可以返回结果。后面介绍**Executors类**的一些方法的时候会介绍到两者的相互转换。

2 任务的执行

如下图所示，包括任务执行机制的**核心接口Executor** ，以及继承自Executor 接口的**ExecutorService接口**。**ScheduledThreadPoolExecutor**和**ThreadPoolExecutor**这两个关键类实现了**ExecutorService接口**。

> **注意：** 通过查看ScheduledThreadPoolExecutor源代码我们发现ScheduledThreadPoolExecutor实际上是继承了ThreadPoolExecutor并实现了ScheduledExecutorService ，而ScheduledExecutorService又实现了ExecutorService，正如我们下面给出的类关系图显示的一样。

**ThreadPoolExecutor类描述:**

//AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口
    
    public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService

**ScheduledThreadPoolExecutor类描述:**

//ScheduledExecutorService实现了ExecutorService接口
    
    public class ScheduledThreadPoolExecutor
    
           extends ThreadPoolExecutor
    
           implements ScheduledExecutorService

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3 异步计算的结果

**Future接口**以及Future接口的实现类**FutureTask类**。 当我们把**Runnable接口**或**Callable接口**的实现类提交（调用submit方法）给**ThreadPoolExecutor**或**ScheduledThreadPoolExecutor**时，会返回一个**FutureTask对象**。

我们以**AbstractExecutorService**接口中的一个submit方法为例子来看看源代码：

public Future<?> submit(Runnable task) {
    
           if (task == null) throw new NullPointerException();
    
           RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
    
           execute(ftask);
    
           return ftask;
    
       }

上面方法调用的newTaskFor方法返回了一个FutureTask对象。

protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {
    
           return new FutureTask<T>(runnable, value);
    
       }

### 2.3 Executor 框架的使用示意图 ###

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** 1. 主线程首先要创建实现Runnable或者Callable接口的任务对象。** **备注：** 工具类Executors可以实现Runnable对象和Callable对象之间的相互转换。（Executors.callable（Runnable task）或Executors.callable（Runnable task，Object resule））。

** 2. 然后可以把创建完成的Runnable对象直接交给ExecutorService执行**（ExecutorService.execute（Runnable command））；或者也可以把Runnable对象或Callable对象提交给ExecutorService执行（ExecutorService.submit（Runnable task）或ExecutorService.submit（Callable task））。

> **执行execute()方法和submit()方法的区别是什么呢？** 1)**execute()方法用于提交不需要返回值的任务，所以无法判断任务是否被线程池执行成功与否；** 2)**submit()方法用于提交需要返回值的任务。线程池会返回一个future类型的对象，通过这个future对象可以判断任务是否执行成功**，并且可以通过future的get()方法来获取返回值，get()方法会阻塞当前线程直到任务完成，而使用get（long timeout，TimeUnit unit）方法则会阻塞当前线程一段时间后立即返回，这时候有可能任务没有执行完。

**  3. 如果执行ExecutorService.submit（…），ExecutorService将返回一个实现Future接口的对象**（我们刚刚也提到过了执行execute()方法和submit()方法的区别，到目前为止的JDK中，返回的是FutureTask对象）。由于FutureTask实现了Runnable，程序员也可以创建FutureTask，然后直接交给ExecutorService执行。

** 4. 最后，主线程可以执行FutureTask.get()方法来等待任务执行完成。主线程也可以执行FutureTask.cancel（boolean mayInterruptIfRunning）来取消此任务的执行。**

## 三 ThreadPoolExecutor详解 ##

线程池实现类ThreadPoolExecutor是Executor 框架最核心的类，先来看一下这个类中比较重要的四个属性

### 3.1 ThreadPoolExecutor类的四个比较重要的属性 ###

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### 3.2 ThreadPoolExecutor类中提供的四个构造方法 ###

我们看最长的那个，其余三个都是在这个构造方法的基础上产生（给定某些默认参数的构造方法）

/**
    
        * 用给定的初始参数创建一个新的ThreadPoolExecutor。
    
    
    
        * @param keepAliveTime 当线程池中的线程数量大于corePoolSize的时候，如果这时没有新的任务提交，
    
        *核心线程外的线程不会立即销毁，而是会等待，直到等待的时间超过了keepAliveTime；
    
        * @param unit  keepAliveTime参数的时间单位
    
        * @param workQueue 等待队列，当任务提交时，如果线程池中的线程数量大于等于corePoolSize的时候，把该任务封装成一个Worker对象放入等待队列；
    
        *
    
        * @param threadFactory 执行者创建新线程时使用的工厂
    
        * @param handler RejectedExecutionHandler类型的变量，表示线程池的饱和策略。
    
        * 如果阻塞队列满了并且没有空闲的线程，这时如果继续提交任务，就需要采取一种策略处理该任务。
    
        * 线程池提供了4种策略：
    
           1.AbortPolicy：直接抛出异常，这是默认策略；
    
           2.CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务；
    
           3.DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列中靠最前的任务，并执行当前任务；
    
           4.DiscardPolicy：直接丢弃任务；
    
        */
    
       public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
    
                                 int maximumPoolSize,
    
                                 long keepAliveTime,
    
                                 TimeUnit unit,
    
                                 BlockingQueue<Runnable> workQueue,
    
                                 ThreadFactory threadFactory,
    
                                 RejectedExecutionHandler handler) {
    
           if (corePoolSize < 0 ||
    
               maximumPoolSize <= 0 ||
    
               maximumPoolSize < corePoolSize ||
    
               keepAliveTime < 0)
    
               throw new IllegalArgumentException();
    
           if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
    
               throw new NullPointerException();
    
           this.corePoolSize = corePoolSize;
    
           this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    
           this.workQueue = workQueue;
    
           this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    
           this.threadFactory = threadFactory;
    
           this.handler = handler;
    
       }

### 3.3 如何创建ThreadPoolExecutor ###

方式一：通过构造方法实现（官方API文档并不推荐，所以建议使用第二种方式）

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方式二：通过Executor 框架的工具类Executors来实现 我们可以创建三种类型的ThreadPoolExecutor：

*  **FixedThreadPool**
 *  **SingleThreadExecutor**
 *  **CachedThreadPool**

对应Executors工具类中的方法如图所示：

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### 3.4 FixedThreadPool详解 ###

FixedThreadPool被称为可重用固定线程数的线程池。通过Executors类中的相关源代码来看一下相关实现：

/**
    
        * 创建一个可重用固定数量线程的线程池
    
        *在任何时候至多有n个线程处于活动状态
    
        *如果在所有线程处于活动状态时提交其他任务，则它们将在队列中等待，
    
        *直到线程可用。 如果任何线程在关闭之前的执行期间由于失败而终止，
    
        *如果需要执行后续任务，则一个新的线程将取代它。池中的线程将一直存在
    
        *知道调用shutdown方法
    
        * @param nThreads 线程池中的线程数
    
        * @param threadFactory 创建新线程时使用的factory
    
        * @return 新创建的线程池
    
        * @throws NullPointerException 如果threadFactory为null
    
        * @throws IllegalArgumentException if {@code nThreads <= 0}
    
        */
    
       public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
    
           return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
    
                                         0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
                                         new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
    
                                         threadFactory);
    
       }

另外还有一个FixedThreadPool的实现方法，和上面的类似，所以这里不多做阐述：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    
           return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
    
                                         0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
                                         new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    
       }

从上面源代码可以看出新创建的FixedThreadPool的corePoolSize和maximumPoolSize都被设置为nThreads。 **FixedThreadPool的execute()方法运行示意图（该图片来源：《Java并发编程的艺术》）：**

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**上图说明：**

1.  如果当前运行的线程数小于corePoolSize，则创建新的线程来执行任务；
2.  当前运行的线程数等于corePoolSize后，将任务加入LinkedBlockingQueue；
3.  线程执行完1中的任务后，会在循环中反复从LinkedBlockingQueue中获取任务来执行；

**FixedThreadPool使用无界队列 LinkedBlockingQueue（队列的容量为Intger.MAX\_VALUE）作为线程池的工作队列会对线程池带来如下影响：**

1.  当线程池中的线程数达到corePoolSize后，新任务将在无界队列中等待，因此线程池中的线程数不会超过corePoolSize；
2.  由于1，使用无界队列时maximumPoolSize将是一个无效参数；
3.  由于1和2，使用无界队列时keepAliveTime将是一个无效参数；
4.  运行中的FixedThreadPool（未执行shutdown()或shutdownNow()方法）不会拒绝任务

### 3.5 SingleThreadExecutor详解 ###

SingleThreadExecutor是使用单个worker线程的Executor。下面看看**SingleThreadExecutor的实现：**

/**
    
        *创建使用单个worker线程运行无界队列的Executor
    
        *并使用提供的ThreadFactory在需要时创建新线程
    
        *
    
        * @param threadFactory 创建新线程时使用的factory
    
        *
    
        * @return 新创建的单线程Executor
    
        * @throws NullPointerException 如果ThreadFactory为空
    
        */
    
       public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
    
           return new FinalizableDelegatedExecutorService
    
               (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
    
                                       0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
                                       new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
    
                                       threadFactory));
    
       }

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    
           return new FinalizableDelegatedExecutorService
    
               (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
    
                                       0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    
                                       new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    
       }

从上面源代码可以看出新创建的SingleThreadExecutor的corePoolSize和maximumPoolSize都被设置为1.其他参数和FixedThreadPool相同。SingleThreadExecutor使用无界队列LinkedBlockingQueue作为线程池的工作队列（队列的容量为Intger.MAX\_VALUE）。SingleThreadExecutor使用无界队列作为线程池的工作队列会对线程池带来的影响与FixedThreadPool相同。

**SingleThreadExecutor的运行示意图（该图片来源：《Java并发编程的艺术》）：**

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**上图说明;**

1.  如果当前运行的线程数少于corePoolSize，则创建一个新的线程执行任务；
2.  当前线程池中有一个运行的线程后，将任务加入LinkedBlockingQueue
3.  线程执行完1中的任务后，会在循环中反复从LinkedBlockingQueue中获取任务来执行；

### 3.6 CachedThreadPool详解 ###

CachedThreadPool是一个会根据需要创建新线程的线程池。下面通过源码来看看 CachedThreadPool的实现：

/**
    
        * 创建一个线程池，根据需要创建新线程，但会在先前构建的线程可用时重用它，
    
        *并在需要时使用提供的ThreadFactory创建新线程。
    
        * @param threadFactory 创建新线程使用的factory
    
        * @return 新创建的线程池
    
        * @throws NullPointerException 如果threadFactory为空
    
        */
    
       public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
    
           return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
    
                                         60L, TimeUnit.SECONDS,
    
                                         new SynchronousQueue<Runnable>(),
    
                                         threadFactory);
    
       }

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    
           return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
    
                                         60L, TimeUnit.SECONDS,
    
                                         new SynchronousQueue<Runnable>());
    
       }

CachedThreadPool的corePoolSize被设置为空（0），maximumPoolSize被设置为Integer.MAX.VALUE，即它是无界的，这也就意味着如果主线程提交任务的速度高于maximumPool中线程处理任务的速度时，CachedThreadPool会不断创建新的线程。极端情况下，这样会导致耗尽cpu和内存资源。

**CachedThreadPool的execute()方法的执行示意图（该图片来源：《Java并发编程的艺术》）：**

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**上图说明：**

1.  首先执行SynchronousQueue.offer(Runnable task)。如果当前maximumPool中有闲线程正在执行SynchronousQueue.poll(keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS)，那么主线程执行offer操作与空闲线程执行的poll操作配对成功，主线程把任务交给空闲线程执行，execute()方法执行完成，否则执行下面的步骤2；
2.  当初始maximumPool为空，或者maximumPool中没有空闲线程时，将没有线程执行SynchronousQueue.poll(keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS)。这种情况下，步骤1将失败，此时CachedThreadPool会创建新线程执行任务，execute方法执行完成；

### 3.7 ThreadPoolExecutor使用示例 ###

3.7.1 示例代码

首先创建一个Runnable接口的实现类（当然也可以是Callable接口，我们上面也说了两者的区别是：Runnable接口不会返回结果但是Callable接口可以返回结果。后面介绍Executors类的一些方法的时候会介绍到两者的相互转换。）

import java.util.Date;
    
    
    
    /**
    
    * 这是一个简单的Runnable类，需要大约5秒钟来执行其任务。
    
    */
    
    public class WorkerThread implements Runnable {
    
    
    
       private String command;
    
    
    
       public WorkerThread(String s) {
    
           this.command = s;
    
       }
    
    
    
       @Override
    
       public void run() {
    
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Start. Time = " + new Date());
    
           processCommand();
    
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " End. Time = " + new Date());
    
       }
    
    
    
       private void processCommand() {
    
           try {
    
               Thread.sleep(5000);
    
           } catch (InterruptedException e) {
    
               e.printStackTrace();
    
           }
    
       }
    
    
    
       @Override
    
       public String toString() {
    
           return this.command;
    
       }
    
    }

编写测试程序，我们这里以FixedThreadPool为例子

import java.util.concurrent.ExecutorService;
    
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    
    
    public class ThreadPoolExecutorDemo {
    
    
    
       public static void main(String[] args) {
    
           //创建一个FixedThreadPool对象
    
           ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
    
           for (int i = 0; i < 10; i++) {
    
               //创建WorkerThread对象（WorkerThread类实现了Runnable 接口）
    
               Runnable worker = new WorkerThread("" + i);
    
               //执行Runnable
    
               executor.execute(worker);
    
           }
    
           //终止线程池
    
           executor.shutdown();
    
           while (!executor.isTerminated()) {
    
           }
    
           System.out.println("Finished all threads");
    
       }
    
    }

输出示例：

pool-1-thread-5 Start. Time = Thu May 31 10:22:52 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 Start. Time = Thu May 31 10:22:52 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Thu May 31 10:22:52 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 Start. Time = Thu May 31 10:22:52 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Thu May 31 10:22:52 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 End. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
    
    pool-1-thread-5 End. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 End. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
    
    pool-1-thread-5 Start. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 Start. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 Start. Time = Thu May 31 10:22:57 CST 2018
    
    pool-1-thread-5 End. Time = Thu May 31 10:23:02 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Thu May 31 10:23:02 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Thu May 31 10:23:02 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 End. Time = Thu May 31 10:23:02 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 End. Time = Thu May 31 10:23:02 CST 2018
    
    Finished all threads

3.7.2 shutdown（）VS shutdownNow（）

shutdown（）方法表明关闭已在Executor上调用，因此不会再向DelayedPool添加任何其他任务（由ScheduledThreadPoolExecutor类在内部使用）。 但是，已经在队列中提交的任务将被允许完成。 另一方面，shutdownNow（）方法试图终止当前正在运行的任务，并停止处理排队的任务并返回正在等待执行的List。

3.7.3 isTerminated() Vs isShutdown()

isShutdown（）表示执行程序正在关闭，但并非所有任务都已完成执行。 另一方面，isShutdown（）表示所有线程都已完成执行。

## 四 ScheduledThreadPoolExecutor详解 ##

### 4.1 简介 ###

**ScheduledThreadPoolExecutor主要用来在给定的延迟后运行任务，或者定期执行任务。**

**ScheduledThreadPoolExecutor使用的任务队列DelayQueue封装了一个PriorityQueue，PriorityQueue会对队列中的任务进行排序，执行所需时间短的放在前面先被执行(ScheduledFutureTask的time变量小的先执行)，如果执行所需时间相同则先提交的任务将被先执行(ScheduledFutureTask的squenceNumber变量小的先执行)。**

**ScheduledThreadPoolExecutor和Timer的比较：**

*  Timer对系统时钟的变化敏感，ScheduledThreadPoolExecutor不是；
 *  Timer只有一个执行线程，因此长时间运行的任务可以延迟其他任务。 ScheduledThreadPoolExecutor可以配置任意数量的线程。 此外，如果你想（通过提供ThreadFactory），你可以完全控制创建的线程;
 *  在TimerTask中抛出的运行时异常会杀死一个线程，从而导致Timer死机:-( ...即计划任务将不再运行。ScheduledThreadExecutor不仅捕获运行时异常，还允许您在需要时处理它们（通过重写afterExecute方法 ThreadPoolExecutor）。抛出异常的任务将被取消，但其他任务将继续运行。

**综上，在JDK1.5之后，你没有理由再使用Timer进行任务调度了。**

> **备注：** Quartz是一个由java编写的任务调度库，由OpenSymphony组织开源出来。在实际项目开发中使用Quartz的还是居多，比较推荐使用Quartz。因为Quartz理论上能够同时对上万个任务进行调度，拥有丰富的功能特性，包括任务调度、任务持久化、可集群化、插件等等。

### 4.2 ScheduledThreadPoolExecutor运行机制 ###

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**ScheduledThreadPoolExecutor的执行主要分为两大部分：**

1.  当调用ScheduledThreadPoolExecutor的 **scheduleAtFixedRate()** 方法或者**scheduleWirhFixedDelay()** 方法时，会向ScheduledThreadPoolExecutor的 **DelayQueue** 添加一个实现了 **RunnableScheduledFutur** 接口的 **ScheduledFutureTask** 。
2.  线程池中的线程从DelayQueue中获取ScheduledFutureTask，然后执行任务。

**ScheduledThreadPoolExecutor为了实现周期性的执行任务，对ThreadPoolExecutor做了如下修改：**

*  使用 **DelayQueue** 作为任务队列；
 *  获取任务的方不同
 *  执行周期任务后，增加了额外的处理

### 4.3 ScheduledThreadPoolExecutor执行周期任务的步骤 ###

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1.  线程1从DelayQueue中获取已到期的ScheduledFutureTask（DelayQueue.take()）。到期任务是指ScheduledFutureTask的time大于等于当前系统的时间；
2.  线程1执行这个ScheduledFutureTask；
3.  线程1修改ScheduledFutureTask的time变量为下次将要被执行的时间；
4.  线程1把这个修改time之后的ScheduledFutureTask放回DelayQueue中（DelayQueue.add())。

### 4.4 ScheduledThreadPoolExecutor使用示例 ###

1.  创建一个简单的实现Runnable接口的类（我们上面的例子已经实现过）
2.  测试程序使用ScheduledExecutorService和ScheduledThreadPoolExecutor实现的java调度。

/**
    
    * 使用ScheduledExecutorService和ScheduledThreadPoolExecutor实现的java调度程序示例程序。
    
    */
    
    public class ScheduledThreadPoolDemo {
    
    
    
       public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    
    
           //创建一个ScheduledThreadPoolExecutor对象
    
           ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    
           //计划在某段时间后运行
    
           System.out.println("Current Time = "+new Date());
    
           for(int i=0; i<3; i++){
    
               Thread.sleep(1000);
    
               WorkerThread worker = new WorkerThread("do heavy processing");
    
               //创建并执行在给定延迟后启用的单次操作。
    
               scheduledThreadPool.schedule(worker, 10, TimeUnit.SECONDS);
    
           }
    
    
    
           //添加一些延迟让调度程序产生一些线程
    
           Thread.sleep(30000);
    
           System.out.println("Current Time = "+new Date());
    
           //关闭线程池
    
           scheduledThreadPool.shutdown();
    
           while(!scheduledThreadPool.isTerminated()){
    
               //等待所有任务完成
    
           }
    
           System.out.println("Finished all threads");
    
       }
    
    
    
    }

运行结果：

Current Time = Wed May 30 17:11:16 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:11:27 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:11:28 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 Start. Time = Wed May 30 17:11:29 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:11:32 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:11:33 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 End. Time = Wed May 30 17:11:34 CST 2018
    
    Current Time = Wed May 30 17:11:49 CST 2018
    
    Finished all threads

4.4.1 ScheduledExecutorService scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit)方法

我们可以使用ScheduledExecutorService scheduleAtFixedRate方法来安排任务在初始延迟后运行，然后在给定的时间段内运行。

时间段是从池中第一个线程的开始，因此如果您将period指定为1秒并且线程运行5秒，那么只要第一个工作线程完成执行，下一个线程就会开始执行。

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    
       Thread.sleep(1000);
    
       WorkerThread worker = new WorkerThread("do heavy processing");
    
       // schedule task to execute at fixed rate
    
       scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(worker, 0, 10,
    
       TimeUnit.SECONDS);
    
    }

输出示例:

Current Time = Wed May 30 17:47:09 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:47:10 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:47:11 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 Start. Time = Wed May 30 17:47:12 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:47:15 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:47:16 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 End. Time = Wed May 30 17:47:17 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:47:20 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 Start. Time = Wed May 30 17:47:21 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:47:22 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:47:25 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 End. Time = Wed May 30 17:47:26 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:47:27 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:47:30 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 Start. Time = Wed May 30 17:47:31 CST 2018
    
    pool-1-thread-5 Start. Time = Wed May 30 17:47:32 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:47:35 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 End. Time = Wed May 30 17:47:36 CST 2018
    
    pool-1-thread-5 End. Time = Wed May 30 17:47:37 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:47:40 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:47:41 CST 2018
    
    Current Time = Wed May 30 17:47:42 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:47:45 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:47:46 CST 2018
    
    Finished all threads
    
    
    
    Process finished with exit code 0

4.4.2 ScheduledExecutorService scheduleWithFixedDelay(Runnable command,long initialDelay,long delay,TimeUnit unit)方法

ScheduledExecutorService scheduleWithFixedDelay方法可用于以初始延迟启动周期性执行，然后以给定延迟执行。 延迟时间是线程完成执行的时间。

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    
       Thread.sleep(1000);
    
       WorkerThread worker = new WorkerThread("do heavy processing");
    
       scheduledThreadPool.scheduleWithFixedDelay(worker, 0, 1,
    
       TimeUnit.SECONDS);
    
    }

输出示例：

Current Time = Wed May 30 17:58:09 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:58:10 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:11 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 Start. Time = Wed May 30 17:58:12 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:58:15 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:16 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:58:16 CST 2018
    
    pool-1-thread-3 End. Time = Wed May 30 17:58:17 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 Start. Time = Wed May 30 17:58:17 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:18 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:58:21 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:58:22 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 End. Time = Wed May 30 17:58:22 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:23 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:23 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 Start. Time = Wed May 30 17:58:24 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:58:27 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:28 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:58:28 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:29 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 End. Time = Wed May 30 17:58:29 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 Start. Time = Wed May 30 17:58:30 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:58:33 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:34 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 Start. Time = Wed May 30 17:58:34 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:35 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 End. Time = Wed May 30 17:58:35 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 Start. Time = Wed May 30 17:58:36 CST 2018
    
    pool-1-thread-1 End. Time = Wed May 30 17:58:39 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:40 CST 2018
    
    pool-1-thread-5 Start. Time = Wed May 30 17:58:40 CST 2018
    
    pool-1-thread-4 End. Time = Wed May 30 17:58:41 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 Start. Time = Wed May 30 17:58:41 CST 2018
    
    Current Time = Wed May 30 17:58:42 CST 2018
    
    pool-1-thread-5 End. Time = Wed May 30 17:58:45 CST 2018
    
    pool-1-thread-2 End. Time = Wed May 30 17:58:46 CST 2018
    
    Finished all threads

4.4.3 scheduleWithFixedDelay() vs scheduleAtFixedRate()

scheduleAtFixedRate（...）将延迟视为两个任务开始之间的差异（即定期调用） scheduleWithFixedDelay（...）将延迟视为一个任务结束与下一个任务开始之间的差异

> **scheduleAtFixedRate():** 创建并执行在给定的初始延迟之后，随后以给定的时间段首先启用的周期性动作; 那就是执行将在initialDelay之后开始，然后initialDelay+period ，然后是initialDelay + 2 \* period ，等等。 如果任务的执行遇到异常，则后续的执行被抑制。 否则，任务将仅通过取消或终止执行人终止。 如果任务执行时间比其周期长，则后续执行可能会迟到，但不会同时执行。 **scheduleWithFixedDelay() :** 创建并执行在给定的初始延迟之后首先启用的定期动作，随后在一个执行的终止和下一个执行的开始之间给定的延迟。 如果任务的执行遇到异常，则后续的执行被抑制。 否则，任务将仅通过取消或终止执行终止。

## 五 各种线程池的适用场景介绍 ##

**FixedThreadPool：** 适用于为了满足资源管理需求，而需要限制当前线程数量的应用场景。它适用于负载比较重的服务器；

**SingleThreadExecutor：** 适用于需要保证顺序地执行各个任务并且在任意时间点，不会有多个线程是活动的应用场景。

**CachedThreadPool：** 适用于执行很多的短期异步任务的小程序，或者是负载较轻的服务器；

**ScheduledThreadPoolExecutor：** 适用于需要多个后台执行周期任务，同时为了满足资源管理需求而需要限制后台线程的数量的应用场景，

**SingleThreadScheduledExecutor：** 适用于需要单个后台线程执行周期任务，同时保证顺序地执行各个任务的应用场景。

## 六 总结 ##

本节只是简单的介绍了一下使用线程池的好处，然后花了大量篇幅介绍Executor 框架。详细介绍了Executor 框架中ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor，并且通过实例详细讲解了ScheduledThreadPoolExecutor的使用。对于FutureTask 只是粗略带过，因为篇幅问题，并没有深究它的原理，后面的文章会进行补充。这一篇文章只是大概带大家过一下线程池的基本概览，深入讲解的地方不是很多，后续会通过源码深入研究其中比较重要的一些知识点。

最后，就是这两周要考试了，会抽点时间出来简单应付一下学校考试了。然后，就是写这篇多线程的文章废了好多好多时间。一直不知从何写起。

### 参考 ###

《Java并发编程的艺术》

Java Scheduler ScheduledExecutorService ScheduledThreadPoolExecutor Example

java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor Example

ThreadPoolExecutor – Java Thread Pool Example

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[70 2]: /images/20210720/e6bcfa613add4fc3afc12854b98cda7a.png
[70 3]: /images/20210720/9c626b44dac8461c95dc243295b76f7a.png
[70 4]: /images/20210720/59c0be4376544b70a86736bd903bc985.png
[70 5]: /images/20210720/1efaadae90784849abb3a4403959db2d.png
[70 6]: /images/20210720/af5f600e35814a58ad9fdb858cbb6ecc.png
[70 7]: /images/20210720/07f26d5c8daf49b393c61425b0bc0d4a.png
[70 8]: /images/20210720/990d3ad9551e41e5be90abd91418dbb3.png
[70 9]: /images/20210720/cd0c8df8bca74366926154a45d09c7ed.png
[70 10]: /images/20210720/cf7b7a69369549c6b70fcd4b8a6e74fb.png