Java 线程池

在项目中，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周期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。
使用线程池可以有效地控制系统中并发线程的数量，当系统中包含大量并发线程时，会导致系统性能剧烈下降，甚至导致JVM崩溃，而线程池的最大线程数参数可以控制系统中并发线程数不超过此数。

从JAVA5开始新增了一个Executors工具类来产生线程池，它有如下几个静态工厂方法来创建线程池。

强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法
Executors.newCachedThreadPool()  创建一个可根据需要创建新线程的线程池(线程池为无限大)，但是在以前构造的线程可用时将重用它们。
Executors.newFixedThreadPool(int) 创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程
Executors.newSingleThreadExecutor() 创建一个使用单个 worker 线程的 Executor，以无界队列方式来运行该线程。
Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize) 创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行

ExecutorService代表尽快执行线程的线程池（只要线程池中有空闲的线程，就立即执行线程任务），
程序只要将一个Runnable对象或Callable对象（代表线程任务）提交给该线程，该线程就会尽快执行该任务

ExecutorService方法：
shutdown() 启动一次顺序关闭线程池，执行以前提交的任务，但不接受新任务。
shutdownNow() 试图停止所有正在执行的活动任务，暂停处理正在等待的任务，并返回等待执行的任务列表
--示例1
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class cachedThreadPoolTest {
	public static void main(String[] args) {
		ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			final int index = i;
			cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
				public void run() {
					try {
						Thread.sleep(2000);
						System.out.println(index);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			});
		}
		System.out.println(cachedThreadPool.isShutdown());
		// 等待线程运行完毕之后再停止线程。
		cachedThreadPool.shutdown();
		// 强制停止线程，如果当前线程正在执行，则被强制停止。
		//cachedThreadPool.shutdownNow();
		System.out.println(cachedThreadPool.isShutdown());

	}
}
 
--示例2
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class fixedThreadPoolTest {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			final int index = i;
			fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
				public void run() {
					try {
						System.out.println(index);
						Thread.sleep(1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			});
		}   

	}
}

--示例3
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class scheduledThreadPoolTest {

	public static void main(String[] args) {
		ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors
				.newScheduledThreadPool(1);
		scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
			public void run() {
				System.out
						.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
			}
		}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
	}
}

--示例4
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class singleThreadExecutorTest {
	public static void main(String[] args) {
		ExecutorService singleThreadExecutor = Executors
				.newSingleThreadExecutor();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			final int index = i;
			singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
				public void run() {
					try {
						System.out.println(index);
						Thread.sleep(2000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			});
		}
	}
}
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并发编程 Callable,Future

创建线程的2种方式，一种是直接继承Thread，另外一种就是实现Runnable接口。
这2种方式都有一个缺陷就是：在执行完任务之后无法获取执行结果。
如果需要获取执行结果，就必须通过共享变量或者使用线程通信的方式来达到效果，这样使用起来就比较麻烦。
而自从Java 1.5开始，就提供了Callable和Future，通过它们可以在任务执行完毕之后得到任务执行结果。
今天我们就来讨论一下Callable、Future类的使用方法

一.Callable与Runnable
先说一下java.lang.Runnable吧，它是一个接口，在它里面只声明了一个run()方法：
 public interface Runnable { 
    public abstract void run(); 
} 
由于run()方法返回值为void类型，所以在执行完任务之后无法返回任何结果。

Callable位于java.util.concurrent包下，它也是一个接口，在它里面也只声明了一个方法，只不过这个方法叫做call()：
 public interface Callable<V> { 
    /** 
     * Computes a result, or throws an exception if unable to do so. 
     * 
     * @return computed result 
     * @throws Exception if unable to compute a result 
     */
    V call() throws Exception; 
} 
可以看到，这是一个泛型接口，call()函数返回的类型就是传递进来的V类型。
那么怎么使用Callable呢？一般情况下是配合ExecutorService来使用的，在ExecutorService接口中声明了若干个submit方法的重载版本：

<T> Future<T> submit(Callable<T> task); 
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result); 
Future<?> submit(Runnable task); 
第一个submit方法里面的参数类型就是Callable。
一般情况下我们使用第一个submit方法和第三个submit方法，第二个submit方法很少使用。


二.Future

Future就是对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。必要时可以通过get方法获取执行结果，该方法会阻塞直到任务返回结果。
Future类位于java.util.concurrent包下，它是一个接口：

 public interface Future<V> { 
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning); 
    boolean isCancelled(); 
    boolean isDone(); 
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException; 
    V get(long timeout, TimeUnit unit) 
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException; 
} 


cancel方法用来取消任务，如果取消任务成功则返回true，如果取消任务失败则返回false。参数mayInterruptIfRunning表示是否允许取消正在执行却没有执行完毕的任务，
如果设置true，则表示可以取消正在执行过程中的任务。如果任务已经完成，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，此方法肯定返回false，即如果取消已经完成的任务会返回false；
如果任务正在执行，若mayInterruptIfRunning设置为true，则返回true，若mayInterruptIfRunning设置为false，则返回false；如果任务还没有执行，
则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，肯定返回true。
isCancelled方法表示任务是否被取消成功，如果在任务正常完成前被取消成功，则返回 true。
isDone方法表示任务是否已经完成，若任务完成，则返回true；
get()方法用来获取执行结果，这个方法会产生阻塞，会一直等到任务执行完毕才返回；
get(long timeout, TimeUnit unit)用来获取执行结果，如果在指定时间内，还没获取到结果，就直接返回null。
　　也就是说Future提供了三种功能：
　　1）判断任务是否完成；
　　2）能够中断任务；
　　3）能够获取任务执行结果。


使用Callable+Future获取执行结果

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class CallableTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); 
        Task task = new Task(); 
        Future<Integer> result = executor.submit(task); 
        executor.shutdown(); 
          
        try {
            Thread.sleep(1000); 
        } catch (InterruptedException e1) { 
            e1.printStackTrace(); 
        } 
          
        System.out.println("主线程在执行任务"); 
          
        try { 
            System.out.println("task运行结果"+result.get()); 
        } catch (InterruptedException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } catch (ExecutionException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
          
        System.out.println("所有任务执行完毕"); 
    }  
} 
class Task implements Callable<Integer>{
    @Override
    public Integer call() throws Exception { 
        System.out.println("子线程在进行计算"); 
        Thread.sleep(3000); 
        int sum = 0; 
        for(int i=0;i<100;i++) 
            sum += i; 
        return sum; 
    } 
}

打印结果：
子线程在进行计算
主线程在执行任务
task运行结果4950
所有任务执行完毕


参考文章：
http://cuisuqiang.iteye.com/blog/2019372
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949310.html
http://hbiao68.iteye.com/blog/1929245