Java多線程學習（八）線程池與Executor 框架

cheng10 發布于2019-08-15 18:03 / 2527人閱讀

摘要：一使用線程池的好處線程池提供了一種限制和管理資源包括執行一個任務。每個線程池還維護一些基本統計信息，例如已完成任務的數量。通過重復利用已創建的線程降低線程創建和銷毀造成的消耗。使用無界隊列作為線程池的工作隊列會對線程池帶來的影響與相同。

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一使用線程池的好處

線程池提供了一種限制和管理資源（包括執行一個任務）。每個線程池還維護一些基本統計信息，例如已完成任務的數量。
這里借用《Java并發編程的藝術》提到的來說一下使用線程池的好處：

降低資源消耗。通過重復利用已創建的線程降低線程創建和銷毀造成的消耗。

提高響應速度。當任務到達時，任務可以不需要的等到線程創建就能立即執行。

提高線程的可管理性。線程是稀缺資源，如果無限制的創建，不僅會消耗系統資源，還會降低系統的穩定性，使用線程池可以進行統一的分配，調優和監控。

二 Executor 框架 2.1 簡介

Executor 框架是Java5之后引進的，在Java 5之后，通過 Executor 來啟動線程比使用 Thread 的 start 方法更好，除了更易管理，效率更好（用線程池實現，節約開銷）外，還有關鍵的一點：有助于避免 this 逃逸問題。

補充：this逃逸是指在構造函數返回之前其他線程就持有該對象的引用. 調用尚未構造完全的對象的方法可能引發令人疑惑的錯誤。

2.2 Executor 框架結構(主要由三大部分組成) 1 任務。

執行任務需要實現的Runnable接口或Callable接口。
Runnable接口或Callable接口實現類都可以被ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor執行。

兩者的區別：

Runnable接口不會返回結果但是Callable接口可以返回結果。后面介紹Executors類的一些方法的時候會介紹到兩者的相互轉換。

2 任務的執行

如下圖所示，包括任務執行機制的核心接口Executor ，以及繼承自Executor 接口的ExecutorService接口。ScheduledThreadPoolExecutor和ThreadPoolExecutor這兩個關鍵類實現了ExecutorService接口。

注意： 通過查看ScheduledThreadPoolExecutor源代碼我們發現ScheduledThreadPoolExecutor實際上是繼承了ThreadPoolExecutor并實現了ScheduledExecutorService ，而ScheduledExecutorService又實現了ExecutorService，正如我們下面給出的類關系圖顯示的一樣。

ThreadPoolExecutor類描述:

//AbstractExecutorService實現了ExecutorService接口
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService

ScheduledThreadPoolExecutor類描述:

//ScheduledExecutorService實現了ExecutorService接口
public class ScheduledThreadPoolExecutor
        extends ThreadPoolExecutor
        implements ScheduledExecutorService

3 異步計算的結果

Future接口以及Future接口的實現類FutureTask類。
當我們把Runnable接口或Callable接口的實現類提交（調用submit方法）給ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor時，會返回一個FutureTask對象。

我們以AbstractExecutorService接口中的一個submit方法為例子來看看源代碼：

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

上面方法調用的newTaskFor方法返回了一個FutureTask對象。

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

2.3 Executor 框架的使用示意圖

主線程首先要創建實現Runnable或者Callable接口的任務對象。
備注： 工具類Executors可以實現Runnable對象和Callable對象之間的相互轉換。（Executors.callable（Runnable task）或Executors.callable（Runnable task，Object resule））。

然后可以把創建完成的Runnable對象直接交給ExecutorService執行（ExecutorService.execute（Runnable command））；或者也可以把Runnable對象或Callable對象提交給ExecutorService執行（ExecutorService.submit（Runnable task）或ExecutorService.submit（Callable task））。

執行execute()方法和submit()方法的區別是什么呢？ 
 1)execute()方法用于提交不需要返回值的任務，所以無法判斷任務是否被線程池執行成功與否；
 2)submit()方法用于提交需要返回值的任務。線程池會返回一個future類型的對象，通過這個future對象可以判斷任務是否執行成功，并且可以通過future的get()方法來獲取返回值，get()方法會阻塞當前線程直到任務完成，而使用get（long timeout，TimeUnit unit）方法則會阻塞當前線程一段時間后立即返回，這時候有可能任務沒有執行完。

如果執行ExecutorService.submit（…），ExecutorService將返回一個實現Future接口的對象（我們剛剛也提到過了執行execute()方法和submit()方法的區別，到目前為止的JDK中，返回的是FutureTask對象）。由于FutureTask實現了Runnable，程序員也可以創建FutureTask，然后直接交給ExecutorService執行。

最后，主線程可以執行FutureTask.get()方法來等待任務執行完成。主線程也可以執行FutureTask.cancel（boolean mayInterruptIfRunning）來取消此任務的執行。

三 ThreadPoolExecutor詳解

線程池實現類ThreadPoolExecutor是Executor 框架最核心的類，先來看一下這個類中比較重要的四個屬性

3.1 ThreadPoolExecutor類的四個比較重要的屬性

3.2 ThreadPoolExecutor類中提供的四個構造方法

我們看最長的那個，其余三個都是在這個構造方法的基礎上產生（給定某些默認參數的構造方法）

    /**
     * 用給定的初始參數創建一個新的ThreadPoolExecutor。

     * @param keepAliveTime 當線程池中的線程數量大于corePoolSize的時候，如果這時沒有新的任務提交，
     *核心線程外的線程不會立即銷毀，而是會等待，直到等待的時間超過了keepAliveTime；
     * @param unit  keepAliveTime參數的時間單位
     * @param workQueue 等待隊列，當任務提交時，如果線程池中的線程數量大于等于corePoolSize的時候，把該任務封裝成一個Worker對象放入等待隊列；
     * 
     * @param threadFactory 執行者創建新線程時使用的工廠
     * @param handler RejectedExecutionHandler類型的變量，表示線程池的飽和策略。
     * 如果阻塞隊列滿了并且沒有空閑的線程，這時如果繼續提交任務，就需要采取一種策略處理該任務。
     * 線程池提供了4種策略：
        1.AbortPolicy：直接拋出異常，這是默認策略；
        2.CallerRunsPolicy：用調用者所在的線程來執行任務；
        3.DiscardOldestPolicy：丟棄阻塞隊列中靠最前的任務，并執行當前任務；
        4.DiscardPolicy：直接丟棄任務；
     */
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue 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 如何創建ThreadPoolExecutor

方式一：通過構造方法實現（官方API文檔并不推薦，所以建議使用第二種方式）

方式二：通過Executor 框架的工具類Executors來實現
我們可以創建三種類型的ThreadPoolExecutor：

FixedThreadPool

SingleThreadExecutor

CachedThreadPool

對應Executors工具類中的方法如圖所示：

3.4 FixedThreadPool詳解

FixedThreadPool被稱為可重用固定線程數的線程池。通過Executors類中的相關源代碼來看一下相關實現：

   /**
     * 創建一個可重用固定數量線程的線程池
     *在任何時候至多有n個線程處于活動狀態
     *如果在所有線程處于活動狀態時提交其他任務，則它們將在隊列中等待，
     *直到線程可用。 如果任何線程在關閉之前的執行期間由于失敗而終止，
     *如果需要執行后續任務，則一個新的線程將取代它。池中的線程將一直存在
     *知道調用shutdown方法
     * @param nThreads 線程池中的線程數
     * @param threadFactory 創建新線程時使用的factory
     * @return 新創建的線程池
     * @throws NullPointerException 如果threadFactory為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(),
                                      threadFactory);
    }

另外還有一個FixedThreadPool的實現方法，和上面的類似，所以這里不多做闡述：

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

從上面源代碼可以看出新創建的FixedThreadPool的corePoolSize和maximumPoolSize都被設置為nThreads。
FixedThreadPool的execute()方法運行示意圖（該圖片來源：《Java并發編程的藝術》）：

上圖說明：

如果當前運行的線程數小于corePoolSize，則創建新的線程來執行任務；

當前運行的線程數等于corePoolSize后，將任務加入LinkedBlockingQueue；

線程執行完1中的任務后，會在循環中反復從LinkedBlockingQueue中獲取任務來執行；

FixedThreadPool使用無界隊列 LinkedBlockingQueue（隊列的容量為Intger.MAX_VALUE）作為線程池的工作隊列會對線程池帶來如下影響：

當線程池中的線程數達到corePoolSize后，新任務將在無界隊列中等待，因此線程池中的線程數不會超過corePoolSize；

由于1，使用無界隊列時maximumPoolSize將是一個無效參數；

由于1和2，使用無界隊列時keepAliveTime將是一個無效參數；

運行中的FixedThreadPool（未執行shutdown()或shutdownNow()方法）不會拒絕任務

3.5 SingleThreadExecutor詳解

SingleThreadExecutor是使用單個worker線程的Executor。下面看看SingleThreadExecutor的實現：

   /**
     *創建使用單個worker線程運行無界隊列的Executor
     *并使用提供的ThreadFactory在需要時創建新線程
     *
     * @param threadFactory 創建新線程時使用的factory
     *
     * @return 新創建的單線程Executor
     * @throws NullPointerException 如果ThreadFactory為空
     */
    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue(),
                                    threadFactory));
    }

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

從上面源代碼可以看出新創建的SingleThreadExecutor的corePoolSize和maximumPoolSize都被設置為1.其他參數和FixedThreadPool相同。SingleThreadExecutor使用無界隊列LinkedBlockingQueue作為線程池的工作隊列（隊列的容量為Intger.MAX_VALUE）。SingleThreadExecutor使用無界隊列作為線程池的工作隊列會對線程池帶來的影響與FixedThreadPool相同。

SingleThreadExecutor的運行示意圖（該圖片來源：《Java并發編程的藝術》）：

上圖說明;

如果當前運行的線程數少于corePoolSize，則創建一個新的線程執行任務；

當前線程池中有一個運行的線程后，將任務加入LinkedBlockingQueue

線程執行完1中的任務后，會在循環中反復從LinkedBlockingQueue中獲取任務來執行；

3.6 CachedThreadPool詳解

CachedThreadPool是一個會根據需要創建新線程的線程池。下面通過源碼來看看 CachedThreadPool的實現：

    /**
     * 創建一個線程池，根據需要創建新線程，但會在先前構建的線程可用時重用它，
     *并在需要時使用提供的ThreadFactory創建新線程。
     * @param threadFactory 創建新線程使用的factory
     * @return 新創建的線程池
     * @throws NullPointerException 如果threadFactory為空
     */
    public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue(),
                                      threadFactory);
    }

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

CachedThreadPool的corePoolSize被設置為空（0），maximumPoolSize被設置為Integer.MAX.VALUE，即它是無界的，這也就意味著如果主線程提交任務的速度高于maximumPool中線程處理任務的速度時，CachedThreadPool會不斷創建新的線程。極端情況下，這樣會導致耗盡cpu和內存資源。

CachedThreadPool的execute()方法的執行示意圖（該圖片來源：《Java并發編程的藝術》）：

上圖說明：

首先執行SynchronousQueue.offer(Runnable task)。如果當前maximumPool中有閑線程正在執行SynchronousQueue.poll(keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS)，那么主線程執行offer操作與空閑線程執行的poll操作配對成功，主線程把任務交給空閑線程執行，execute()方法執行完成，否則執行下面的步驟2；

當初始maximumPool為空，或者maximumPool中沒有空閑線程時，將沒有線程執行SynchronousQueue.poll(keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS)。這種情況下，步驟1將失敗，此時CachedThreadPool會創建新線程執行任務，execute方法執行完成；

3.7 ThreadPoolExecutor使用示例 3.7.1 示例代碼

首先創建一個Runnable接口的實現類（當然也可以是Callable接口，我們上面也說了兩者的區別是：Runnable接口不會返回結果但是Callable接口可以返回結果。后面介紹Executors類的一些方法的時候會介紹到兩者的相互轉換。）

import java.util.Date;

/**
 * 這是一個簡單的Runnable類，需要大約5秒鐘來執行其任務。
 */
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;
    }
}

編寫測試程序，我們這里以FixedThreadPool為例子

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

public class ThreadPoolExecutorDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //創建一個FixedThreadPool對象
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            //創建WorkerThread對象（WorkerThread類實現了Runnable 接口）
            Runnable worker = new WorkerThread("" + i);
            //執行Runnable
            executor.execute(worker);
        }
        //終止線程池
        executor.shutdown();
        while (!executor.isTerminated()) {
        }
        System.out.println("Finished all threads");
    }
}

輸出示例：

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（）方法表明關閉已在Executor上調用，因此不會再向DelayedPool添加任何其他任務（由ScheduledThreadPoolExecutor類在內部使用）。但是，已經在隊列中提交的任務將被允許完成。
另一方面，shutdownNow（）方法試圖終止當前正在運行的任務，并停止處理排隊的任務并返回正在等待執行的List。

3.7.3 isTerminated() Vs isShutdown()

isShutdown（）表示執行程序正在關閉，但并非所有任務都已完成執行。
另一方面，isShutdown（）表示所有線程都已完成執行。

四 ScheduledThreadPoolExecutor詳解 4.1 簡介

ScheduledThreadPoolExecutor主要用來在給定的延遲后運行任務，或者定期執行任務。

ScheduledThreadPoolExecutor使用的任務隊列DelayQueue封裝了一個PriorityQueue，PriorityQueue會對隊列中的任務進行排序，執行所需時間短的放在前面先被執行(ScheduledFutureTask的time變量小的先執行)，如果執行所需時間相同則先提交的任務將被先執行(ScheduledFutureTask的squenceNumber變量小的先執行)。

ScheduledThreadPoolExecutor和Timer的比較：

Timer對系統時鐘的變化敏感，ScheduledThreadPoolExecutor不是；

Timer只有一個執行線程，因此長時間運行的任務可以延遲其他任務。 ScheduledThreadPoolExecutor可以配置任意數量的線程。此外，如果你想（通過提供ThreadFactory），你可以完全控制創建的線程;

在TimerTask中拋出的運行時異常會殺死一個線程，從而導致Timer死機:-( ...即計劃任務將不再運行。ScheduledThreadExecutor不僅捕獲運行時異常，還允許您在需要時處理它們（通過重寫afterExecute方法 ThreadPoolExecutor）。拋出異常的任務將被取消，但其他任務將繼續運行。

綜上，在JDK1.5之后，你沒有理由再使用Timer進行任務調度了。

備注： Quartz是一個由java編寫的任務調度庫，由OpenSymphony組織開源出來。在實際項目開發中使用Quartz的還是居多，比較推薦使用Quartz。因為Quartz理論上能夠同時對上萬個任務進行調度，擁有豐富的功能特性，包括任務調度、任務持久化、可集群化、插件等等。

4.2 ScheduledThreadPoolExecutor運行機制

ScheduledThreadPoolExecutor的執行主要分為兩大部分：

當調用ScheduledThreadPoolExecutor的 scheduleAtFixedRate() 方法或者scheduleWirhFixedDelay() 方法時，會向ScheduledThreadPoolExecutor的 DelayQueue 添加一個實現了 RunnableScheduledFutur 接口的 ScheduledFutureTask 。

線程池中的線程從DelayQueue中獲取ScheduledFutureTask，然后執行任務。

ScheduledThreadPoolExecutor為了實現周期性的執行任務，對ThreadPoolExecutor做了如下修改：

使用 DelayQueue 作為任務隊列；

獲取任務的方不同

執行周期任務后，增加了額外的處理

4.3 ScheduledThreadPoolExecutor執行周期任務的步驟

線程1從DelayQueue中獲取已到期的ScheduledFutureTask（DelayQueue.take()）。到期任務是指ScheduledFutureTask的time大于等于當前系統的時間；

線程1執行這個ScheduledFutureTask；

線程1修改ScheduledFutureTask的time變量為下次將要被執行的時間；

線程1把這個修改time之后的ScheduledFutureTask放回DelayQueue中（DelayQueue.add())。

4.4 ScheduledThreadPoolExecutor使用示例

創建一個簡單的實現Runnable接口的類（我們上面的例子已經實現過）

測試程序使用ScheduledExecutorService和ScheduledThreadPoolExecutor實現的java調度。

/**
 * 使用ScheduledExecutorService和ScheduledThreadPoolExecutor實現的java調度程序示例程序。
 */
public class ScheduledThreadPoolDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //創建一個ScheduledThreadPoolExecutor對象
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        //計劃在某段時間后運行
        System.out.println("Current Time = "+new Date());
        for(int i=0; i<3; i++){
            Thread.sleep(1000);
            WorkerThread worker = new WorkerThread("do heavy processing");
            //創建并執行在給定延遲后啟用的單次操作。 
            scheduledThreadPool.schedule(worker, 10, TimeUnit.SECONDS);
        }

        //添加一些延遲讓調度程序產生一些線程
        Thread.sleep(30000);
        System.out.println("Current Time = "+new Date());
        //關閉線程池
        scheduledThreadPool.shutdown();
        while(!scheduledThreadPool.isTerminated()){
            //等待所有任務完成
        }
        System.out.println("Finished all threads");
    }

}

運行結果：

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

我們可以使用ScheduledExecutorService scheduleAtFixedRate方法來安排任務在初始延遲后運行，然后在給定的時間段內運行。

時間段是從池中第一個線程的開始，因此如果您將period指定為1秒并且線程運行5秒，那么只要第一個工作線程完成執行，下一個線程就會開始執行。

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);
}

輸出示例:

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遲啟動周期性執行，然后以給定延遲執行。延遲時間是線程完成執行的時間。

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

輸出示例：

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（...）將延遲視為兩個任務開始之間的差異（即定期調用）
scheduleWithFixedDelay（...）將延遲視為一個任務結束與下一個任務開始之間的差異

scheduleAtFixedRate(): 創建并執行在給定的初始延遲之后，隨后以給定的時間段首先啟用的周期性動作; 那就是執行將在initialDelay之后開始，然后initialDelay+period ，然后是initialDelay + 2 * period ，等等。 如果任務的執行遇到異常，則后續的執行被抑制。 否則，任務將僅通過取消或終止執行人終止。 如果任務執行時間比其周期長，則后續執行可能會遲到，但不會同時執行。 
scheduleWithFixedDelay() : 創建并執行在給定的初始延遲之后首先啟用的定期動作，隨后在一個執行的終止和下一個執行的開始之間給定的延遲。 如果任務的執行遇到異常，則后續的執行被抑制。 否則，任務將僅通過取消或終止執行終止。

五各種線程池的適用場景介紹

FixedThreadPool： 適用于為了滿足資源管理需求，而需要限制當前線程數量的應用場景。它適用于負載比較重的服務器；

SingleThreadExecutor： 適用于需要保證順序地執行各個任務并且在任意時間點，不會有多個線程是活動的應用場景。

CachedThreadPool： 適用于執行很多的短期異步任務的小程序，或者是負載較輕的服務器；

ScheduledThreadPoolExecutor： 適用于需要多個后臺執行周期任務，同時為了滿足資源管理需求而需要限制后臺線程的數量的應用場景，

SingleThreadScheduledExecutor： 適用于需要單個后臺線程執行周期任務，同時保證順序地執行各個任務的應用場景。

六總結

本節只是簡單的介紹了一下使用線程池的好處，然后花了大量篇幅介紹Executor 框架。詳細介紹了Executor 框架中ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor，并且通過實例詳細講解了ScheduledThreadPoolExecutor的使用。對于FutureTask 只是粗略帶過，因為篇幅問題，并沒有深究它的原理，后面的文章會進行補充。這一篇文章只是大概帶大家過一下線程池的基本概覽，深入講解的地方不是很多，后續會通過源碼深入研究其中比較重要的一些知識點。

最后，就是這兩周要考試了，會抽點時間出來簡單應付一下學?？荚嚵恕Ｈ缓?，就是寫這篇多線程的文章廢了好多好多時間。一直不知從何寫起。

參考

《Java并發編程的藝術》

Java Scheduler ScheduledExecutorService ScheduledThreadPoolExecutor Example

java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor Example

ThreadPoolExecutor – Java Thread Pool Example

我是Snailclimb,一個以架構師為5年之內目標的小小白。 歡迎關注我的微信公眾號:"Java面試通關手冊"（一個有溫度的微信公眾號，期待與你共同進步~~~堅持原創，分享美文，分享各種Java學習資源)

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