1. 什么是线程池？我们为什么需要线程池？

线程池即可以存放线程的容器，若干个可执行现成在“容器”中等待被调度。

我们都知道，线程的生命周期中有以下状态：新建状态（New）、就绪状态（Runnable）、运行状态（Running）、阻塞状态（Blocked）、死亡状态（Dead）。当一个线程任务执行完成之后，就会被销毁，然后其他任务继续创建线程。所以就会存在大量的cpu时间用到了线程的新建和死亡，然而一个线程我们没有必要去重复创建。所以线程池的任务就是，在启动时、批量任务开始时，先创建包含N个核心线程的线程池。这N个核心线程在没有任务时，会一直处于就绪状态，资源不会被释放。当任务提交后，我们就可以直接从线程池中取出线程来执行，省略了线程的新建和销毁的CPU时间。

我们使用线程池也是为了充分利用硬件，使系统能够存在更高的效率。同时，我们使用线程池也解决了线程运行时统一管理更加麻烦的问题。

 

2. Java线程池的结构

我们可以看到Java源码中的线程池结构如下所示：

线程池结构.png

下面我们对这4层结构进行看看:

 

Executor Interface

  • 他是线程池的顶级接口，这个接口中只存在一个方法：void execute(Runnable)
  • 此接口通常被称为执行器，通过Executor去执行一个任务。此方法的主要作用就是在给定的时间执行线程。
public interface Executor {

    /**
     * Executes the given command at some time in the future.  The command
     * may execute in a new thread, in a pooled thread, or in the calling
     * thread, at the discretion of the {@code Executor} implementation.
     *
     * @param command the runnable task
     */
    void execute(Runnable command);
}

ExecutorService Interface

  • 这个接口继承了执行器接口Executor，对Executor进行扩展，主要围绕“线程池”的概念增加了2类方法：线程操控（提交线程、停止线程）、线程状态（任务执行状态获取）

public interface ExecutorService extends Executor {

    void shutdown();

    List<Runnable> shutdownNow();

    boolean isShutdown();

    boolean isTerminated();

    boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);

    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

    Future<?> submit(Runnable task);

    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException;

    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                  long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException, ExecutionException;

    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                    long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

AbstractExecutorService Abstract

  • 抽象类。实现ExecutorService接口。
  • 给出了提交线程执行策略。且扩展了submit(...)方法，提供了invokeXXX(...)方法

在这里我要问一个问题：看完上述的结构你们认为，任务执行即线程执行，是在哪个方法中？

这个问题就是submit方法和executor方法的区别。顶级方法定义的是一个executor方法即执行器，那么为什么还要存在submit方法？刚才我们看到executor方法是没有返回值的，切只支持Runnable参数。所以我们提交了线程，但是如果无法知道线程执行结果或执行过程中的问题，那我感觉线程池存在的意义少了一大半。

我们查看submit的源码可以发现，在submit方法中是先获取task的Future对象，然后交给execute去执行。在讲此任务的Future对象返回。Future对象的作用就是能够阻塞且等到线程执行完成，获取此线程的执行结果。所以执行任务还是在执行器的executor方法中执行，而submit的意义在扩展执行器方法，返回此线程的执行详情。


public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {

//这个源码不方便，还是去ide中看吧