线程池（一）类继承体系

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在正式介绍线程池之前，我们先来对线程池的类继承体系简单说明一下：

在这里有两个核心的类，ThreadPoolExector 和 ScheduledThreadPoolExecutor，后者不仅可以执行某个任务，还可以周期性的执行某个任务。

所有提交的任务都必须实现 Runnable 接口，通过 execute 提交

在 ExcuterService 中，定义了线程池关闭接口 shutdowm，还定义了返回任务 callable

线程池的类继承体系

在现代 Java 开发中，线程池 是一种常用的技术，用于管理和优化多线程应用程序的执行。了解线程池的类继承体系有助于我们更好地理解和应用线程池，以提高程序的性能和稳定性。本文将详细介绍 Java 线程池的类继承体系，并解释每个重要类的作用。

一、Java 线程池的核心类

1. java.util.concurrent.Executor

Executor 是 Java 并发包中的一个顶层接口，用于定义执行任务的基本框架。它只有一个方法：

public interface Executor {
    void execute(Runnable command);
}

这个方法接收一个 Runnable 任务，并在未来的某个时间执行该任务。Executor 为任务的提交提供了统一的入口，但具体的执行细节由其子类实现。

2. java.util.concurrent.ExecutorService

ExecutorService 接口继承自 Executor，并提供了更多的管理线程生命周期的方法，如关闭线程池、提交带返回值的任务等。其主要方法包括：

public interface ExecutorService extends Executor {
    void shutdown();
    List<Runnable> shutdownNow();
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
    Future<?> submit(Runnable task);
    // 其他方法...
}

3. java.util.concurrent.AbstractExecutorService

AbstractExecutorService 是 ExecutorService 的抽象实现类，提供了一些方法的默认实现。开发人员可以继承该类并实现自己的线程池。

4. java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor 是 Java 中最常用的线程池实现类，它继承自 AbstractExecutorService 并实现了大多数线程池的功能。其构造方法较为复杂，允许开发人员根据需求定制线程池的行为：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) {
    // 具体实现...
}

主要参数说明：

• corePoolSize：核心线程数
• maximumPoolSize：最大线程数
• keepAliveTime：线程空闲时间
• unit：时间单位
• workQueue：任务队列
• threadFactory：线程工厂
• handler：拒绝策略

5. java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor

ScheduledThreadPoolExecutor 继承自 ThreadPoolExecutor，增加了定时任务调度功能，可以在指定的延迟之后或周期性地执行任务。

二、线程池的工作原理

1. 任务提交

当一个任务被提交到线程池时，线程池首先判断核心线程池是否已满。如果未满，则创建一个新的线程来执行任务；如果已满，则将任务放入任务队列中。

2. 任务执行

当有空闲的核心线程时，它会从任务队列中取出一个任务来执行。如果任务队列也满了且线程数量未达到最大线程数，则创建新的非核心线程来执行任务。

3. 线程回收

当一个线程空闲时间超过 keepAliveTime，且当前线程数超过核心线程数时，线程将被终止并回收，以释放资源。

三、常用线程池实例

Java 提供了一些常用的线程池实例，方便开发人员快速使用。

1. Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)

创建一个固定线程数的线程池。示例：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

2. Executors.newCachedThreadPool()

创建一个会根据需要创建新线程的线程池，但空闲线程会被回收。示例：

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

3. Executors.newSingleThreadExecutor()

创建一个单线程的线程池。示例：

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

4. Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

创建一个支持定时任务和周期性任务执行的线程池。示例：

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

四、线程池的使用示例

以下是一个简单的线程池使用示例，展示如何提交任务并获取结果：

import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            executorService.submit(() -> {
                System.out.println("Task " + index + " is running");
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }

        executorService.shutdown();
    }
}

五、总结

Java 线程池提供了强大的并发处理能力，通过理解其类继承体系和工作原理，我们可以更有效地管理和优化多线程程序。希望本文对你理解 Java 线程池有所帮助。

关键词解释：

• 线程池：一种管理和复用线程的机制，避免频繁创建和销毁线程带来的性能开销。
• 核心线程数：线程池中保持的最小线程数。
• 最大线程数：线程池中允许存在的最大线程数。
• 任务队列：保存等待执行任务的队列。

如果有更多问题或需要更深入的讨论，欢迎留言交流。