详解Java线程池和Executor原理的分析

详解Java线程池和Executor原理的分析

线程池作用与基本知识

在开始之前，我们先来讨论下“线程池”这个概念。“线程池”，顾名思义就是一个线程缓存。它是一个或者多个线程的集合，用户可以把需要执行的任务简单地扔给线程池，而不用过多的纠结与执行的细节。那么线程池有哪些作用？或者说与直接用Thread相比，有什么优势？我简单总结了以下几点：

减小线程创建和销毁带来的消耗

对于Java Thread的实现，我在前面的一篇blog中进行了分析。Java Thread与内核线程是1:1（linux）的，再加上Thread在Java层与c++层都有不少成员数据，所以Java Thread其实是比较重的。创建和销毁一个Java Thread需要OS和JVM都做不少工作，因此如果将Java Thread缓存起来，可以实现一定的效率提升。

更加方便和透明的实现计算资源控制

讨论这一条，可能需要举一些例子。以非常闻名的WEB服务器Nginx为例，Nginx以强大的并发能力和低资源消耗而著称。Nginx为了实现这些严格的要求，它严格地限定了工作线程的数目（worker线程一般等于CPU数目）。这种设计的着眼点就是降低线程切换带来的性能损失，这条优化方式对Java同样适用。倘若，每来一个任务就新建一个Thread来运算，那最终的结果就是程序资源难以控制（某个功能把CPU跑满了），而且整体的执行速度也比较慢。 而Java线程池提供了FixedThreadPool，你可以使用它实现线程最大数目的控制。

上面说了这么多的“废话”，还是来结合Java线程池的实现来分析一下吧！Java的线程池有一下几种实现：

cached ThreadPool

缓存线程池的特点是它会缓存之前的线程，新提交的任务可以运行在缓存的线程中，即实现了前文所述的第一个优势。

fixed ThreadPool

cachedThreadPool的一个特点是——新提交的任务没有空闲线程可以执行了，就会创建一个新的线程。而fixedThreadPool不会这样，它会将任务保存起来，等到有空闲线程再执行。即实现了前文所述的第二个优势。

scheduled ThreadPool

scheduled ThreadPool的特点是可以实现任务的调度，比如任务的延迟执行和周期执行。

出了上面三种，Java还实现了newWorkStealingPool，这个是基于Fork/Join框架的。目前我还没研究这个，所以就先不管它了。Java的并发支持中，使用了Executor来包装各种线程池，“执行器”这个名称其实挺贴切的，线程池可不就是个执行器嘛！

1.cached ThreadPool、fixed ThreadPool的实现

从前文的描述就可以看出，这两种线程池非常类似。的确是这样，事实上它们是同时实现的，不行我们来看实际例子：

ThreadPoolExecutor executor1 = (ThreadPoolExecutor)Executors.newCachedThreadPool();