java5之前，我们使用诸如synchronized，wait(),notify()方法对线程的操作属于对

底层线程的操作，这样会出现很多的问题：

• 低级的并发原语，比如synchronized，wait(),notify()经常难以正确使用。误用会导致

竞态条件，线程饿死，死锁等风险。

• 泰国依赖synchronized会影响程序性能以及程序的可扩展性
• 开发者经常需要高级线程结构，如线程池，信号量。java对底层线程的操作不包含这些结。

为解决这些问题，java5引入并发工具类，该工具类主要有下面这些包构成：

并发工具类可以被分为executor、同步器（synchronized）、以及锁框架。

下面主要详解executor框架：

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Executor框架简介

在Java 5之后，并发编程引入了一堆新的启动、调度和管理线程的API。Executor框架便是Java 5中引入的，其内部使

用了线程池机制，它在java.util.cocurrent 包下，通过该框架来控制线程的启动、执行和关闭，可以简化并发编程的操作。

因此，在Java 5之后，通过Executor来启动线程比使用Thread的start方法更好，除了更易管理，效率更好（用线程池实现，

节约开销）外，还有关键的一点：有助于避免this逃逸问题——如果我们在构造器中启动一个线程，因为另一个任务可能会

在构造器结束之前开始执行，此时可能会访问到初始化了一半的对象用Executor在构造器中。

Executor框架包括：线程池，Executor，Executors，ExecutorService，CompletionService，Future，Callable等。

Executor接口中之定义了一个方法execute（Runnable command），该方法接收一个Runable实例，它用来执行一个

任务，任务即一个实现了Runnable接口的类。ExecutorService接口继承自Executor接口，它提供了更丰富的实现多线程

的方法，比如，ExecutorService提供了关闭自己的方法，以及可为跟踪一个或多个异步任务执行状况而生成 Future 的方

法。 可以调用ExecutorService的shutdown（）方法来平滑地关闭 ExecutorService，调用该方法后，将导致ExecutorService

停止接受任何新的任务且等待已经提交的任务执行完成(已经提交的任务会分两类：一类是已经在执行的，另一类是还没

有开始执行的)，当所有已经提交的任务执行完毕后将会关闭ExecutorService。因此我们一般用该接口来实现和管理多线程。

ExecutorService的生命周期包括三种状态：运行、关闭、终止。创建后便进入运行状态，当调用了shutdown（）方法时，

便进入关闭状态，此时意味着ExecutorService不再接受新的任务，但它还在执行已经提交了的任务，当素有已经提交了的

任务执行完后，便到达终止状态。如果不调用shutdown（）方法，ExecutorService会一直处在运行状态，不断接收新

的任务，执行新的任务，服务器端一般不需要关闭它，保持一直运行即可。

Executors提供了一系列工厂方法用于创先线程池，返回的线程池都实现了ExecutorService接口。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)

创建固定数目线程的线程池。

public static ExecutorService newCachedThreadPool()

创建一个可缓存的线程池，调用execute将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，

则创建一个新线   程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()

创建一个单线程化的Executor。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池，多数情况下可用来替代Timer类。

这四种方法都是用的Executors中的ThreadFactory建立的线程，下面就以上四个方法做个比较

一般来说，CachedTheadPool在程序执行过程中通常会创建与所需数量相同的线程，然后在它回收旧线程时

停止创建新线程，因此它是合理的Executor的首选，只有当这种方式会引发问题时（比如需要大量长时间面向连

接的线程时），才需要考虑用FixedThreadPool。（该段话摘自《Thinking in Java》第四版）

Executor执行Runnable任务

通过Executors的以上四个静态工厂方法获得 ExecutorService实例，而后调用该实例的execute

（Runnable command）方法即可。一旦Runnable任务传递到execute（）方法，该方法便会自动在一

个线程上执行。下面是是Executor执行Runnable任务的示例代码：

[java] view plain copy

1. import java.util.concurrent.ExecutorService;
2. import java.util.concurrent.Executors;
3. public class TestCachedThreadPool{
4. public static void main(String[] args){
5. ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
6. //      ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
7. //      ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
8. for (int i = 0; i < 5; i++){
9. executorService.execute(new TestRunnable());
10. System.out.println("************* a" + i + " *************");
11. }
12. executorService.shutdown();
13. }
14. }
15. class TestRunnable implements Runnable{
16. public void run(){
17. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程被调用了。");
18. }
19. }

某次执行后的结果如下：

从结果中可以看出，pool-1-thread-1和pool-1-thread-2均被调用了两次，这是随机的，execute会首先在

线程池中选择一个已有空闲线程来执行任务，如果线程池中没有空闲线程，它便会创建一个新的线程来执行任务。

Executor执行Callable任务

在Java 5之后，任务分两类：一类是实现了Runnable接口的类，一类是实现了Callable接口的类。两者都可

以被ExecutorService执行，但是Runnable任务没有返回值，而Callable任务有返回值。并且Callable的call()

方法只能通过ExecutorService的submit(Callable<T> task) 方法来执行，并且返回一个 <T>Future<T>，

是表示任务等待完成的 Future。

Callable接口类似于Runnable，两者都是为那些其实例可能被另一个线程执行的类设计的。但是 Runnable

不会返回结果，并且无法抛出经过检查的异常而Callable又返回结果，而且当获取返回结果时可能会抛出异常。

Callable中的call()方法类似Runnable的run()方法，区别同样是有返回值，后者没有。

当将一个Callable的对象传递给ExecutorService的submit方法，则该call方法自动在一个线程上执行，并且

会返回执行结果Future对象。同样，将Runnable的对象传递给ExecutorService的submit方法，则该run方法

自动在一个线程上执行，并且会返回执行结果Future对象，但是在该Future对象上调用get方法，将返回null。

下面给出一个Executor执行Callable任务的示例代码：

[java] view plain copy

1. import java.util.ArrayList;
2. import java.util.List;
3. import java.util.concurrent.*;
4. public class CallableDemo{
5. public static void main(String[] args){
6. ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
7. List<Future<String>> resultList = new ArrayList<Future<String>>();
8. //创建10个任务并执行
9. for (int i = 0; i < 10; i++){
10. //使用ExecutorService执行Callable类型的任务，并将结果保存在future变量中
11. Future<String> future = executorService.submit(new TaskWithResult(i));
12. //将任务执行结果存储到List中
13. resultList.add(future);
14. }
15. //遍历任务的结果
16. for (Future<String> fs : resultList){
17. try{
18. while(!fs.isDone);//Future返回如果没有完成，则一直循环等待，直到Future返回完成
19. System.out.println(fs.get());     //打印各个线程（任务）执行的结果
20. }catch(InterruptedException e){
21. e.printStackTrace();
22. }catch(ExecutionException e){
23. e.printStackTrace();
24. }finally{
25. //启动一次顺序关闭，执行以前提交的任务，但不接受新任务
26. executorService.shutdown();
27. }
28. }
29. }
30. }
31. class TaskWithResult implements Callable<String>{
32. private int id;
33. public TaskWithResult(int id){
34. this.id = id;
35. }
36. /**
37. * 任务的具体过程，一旦任务传给ExecutorService的submit方法，
38. * 则该方法自动在一个线程上执行
39. */
40. public String call() throws Exception {
41. System.out.println("call()方法被自动调用！！！    " + Thread.currentThread().getName());
42. //该返回结果将被Future的get方法得到
43. return "call()方法被自动调用，任务返回的结果是：" + id + "    " + Thread.currentThread().getName();
44. }
45. }

某次执行结果如下：

从结果中可以同样可以看出，submit也是首先选择空闲线程来执行任务，如果没有，才会创建新的线程来执行任务。

另外，需要注意：如果Future的返回尚未完成，则get（）方法会阻塞等待，直到Future完成返回，可以通过调用

isDone（）方法判断Future是否完成了返回。

自定义线程池

自定义线程池，可以用ThreadPoolExecutor类创建，它有多个构造方法来创建线程池，用该类很容易实现

自定义的线程池，这里先贴上示例程序：

[java] view plain copy

1. import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
2. import java.util.concurrent.BlockingQueue;
3. import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
4. import java.util.concurrent.TimeUnit;
5. public class ThreadPoolTest{
6. public static void main(String[] args){
7. //创建等待队列
8. BlockingQueue<Runnable> bqueue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(20);
9. //创建线程池，池中保存的线程数为3，允许的最大线程数为5
10. ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(3,5,50,TimeUnit.MILLISECONDS,bqueue);
11. //创建七个任务
12. Runnable t1 = new MyThread();
13. Runnable t2 = new MyThread();
14. Runnable t3 = new MyThread();
15. Runnable t4 = new MyThread();
16. Runnable t5 = new MyThread();
17. Runnable t6 = new MyThread();
18. Runnable t7 = new MyThread();
19. //每个任务会在一个线程上执行
20. pool.execute(t1);
21. pool.execute(t2);
22. pool.execute(t3);
23. pool.execute(t4);
24. pool.execute(t5);
25. pool.execute(t6);
26. pool.execute(t7);
27. //关闭线程池
28. pool.shutdown();
29. }
30. }
31. class MyThread implements Runnable{
32. @Override
33. public void run(){
34. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");
35. try{
36. Thread.sleep(100);
37. }catch(InterruptedException e){
38. e.printStackTrace();
39. }
40. }
41. }

运行结果如下：

从结果中可以看出，七个任务是在线程池的三个线程上执行的。这里简要说明下用到的ThreadPoolExecuror

类的构造方法中各个参数的含义。

public ThreadPoolExecutor (int corePoolSize, int maximumPoolSize, long         keepAliveTime, TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue)

corePoolSize：线程池中所保存的核心线程数，包括空闲线程。

maximumPoolSize：池中允许的最大线程数。

keepAliveTime：线程池中的空闲线程所能持续的最长时间。

unit：持续时间的单位。

workQueue：任务执行前保存任务的队列，仅保存由execute方法提交的Runnable任务。

根据ThreadPoolExecutor源码前面大段的注释，我们可以看出，当试图通过excute方法讲一个

Runnable任务添加到线程池中时，按照如下顺序来处理：

1、如果线程池中的线程数量少于corePoolSize，即使线程池中有空闲线程，也会创建一个新的线程

来执行新添加的任务；

2、如果线程池中的线程数量大于等于corePoolSize，但缓冲队列workQueue未满，则将新添加的

任务放到workQueue中，按照FIFO的原则依次等待执行（线程池中有线程空闲出来后依次将缓冲队列

中的任务交付给空闲的线程执行）；

3、如果线程池中的线程数量大于等于corePoolSize，且缓冲队列workQueue已满，但线程池中的

线程数量小于maximumPoolSize，则会创建新的线程来处理被添加的任务；

4、如果线程池中的线程数量等于了maximumPoolSize，有4种才处理方式（该构造方法调用了含

有5个参数的构造方法，并将最后一个构造方法为RejectedExecutionHandler类型，它在处理线程溢

出时有4种方式，这里不再细说，要了解的，自己可以阅读下源码）。

总结起来，也即是说，当有新的任务要处理时，先看线程池中的线程数量是否大于corePoolSize，

再看缓冲队列workQueue是否满，最后看线程池中的线程数量是否大于maximumPoolSize。

另外，当线程池中的线程数量大于corePoolSize时，如果里面有线程的空闲时间超过了keepAliveTime

，就将其移除线程池，这样，可以动态地调整线程池中线程的数量。

我们大致来看下Executors的源码，newCachedThreadPool的不带RejectedExecutionHandler参数

（即第五个参数，线程数量超过maximumPoolSize时，指定处理方式）的构造方法如下：

[java] view plain copy

1. public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
2. return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
3. 60L, TimeUnit.SECONDS,
4. new SynchronousQueue<Runnable>());
5. }

它将corePoolSize设定为0，而将maximumPoolSize设定为了Integer的最大值，线程空

闲超过60秒，将会从线程池中移除。由于核心线程数为0，因此每次添加任务，都会先从线

程池中找空闲线程，如果没有就会创建一个线程（SynchronousQueue<Runnalbe>决定的，

后面会说）来执行新的任务，并将该线程加入到线程池中，而最大允许的线程数为Integer的最

大值，因此这个线程池理论上可以不断扩大。

再来看newFixedThreadPool的不带RejectedExecutionHandler参数的构造方法，如下：

[java] view plain copy

1. public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
2. return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
3. 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
4. new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
5. }

它将corePoolSize和maximumPoolSize都设定为了nThreads，这样便实现了线程池的大小的固定，

不会动态地扩大，另外，keepAliveTime设定为了0，也就是说线程只要空闲下来，就会被移除线程池，

敢于LinkedBlockingQueue下面会说。

下面说说几种排队的策略：

1、直接提交。缓冲队列采用 SynchronousQueue，它将任务直接交给线程处理而不保持它们。如果

不存在可用于立即运行任务的线程（即线程池中的线程都在工作），则试图把任务加入缓冲队列将会失

败，因此会构造一个新的线程来处理新添加的任务，并将其加入到线程池中。直接提交通常要求无界

maximumPoolSizes（Integer.MAX_VALUE） 以避免拒绝新提交的任务。newCachedThreadPool

采用的便是这种策略。

2、无界队列。使用无界队列（典型的便是采用预定义容量的 LinkedBlockingQueue，理论上是

该缓冲队列可以对无限多的任务排队）将导致在所有 corePoolSize 线程都工作的情况下将新任务加

入到缓冲队列中。这样，创建的线程就不会超过 corePoolSize，也因此，maximumPoolSize 的

值也就无效了。当每个任务完全独立于其他任务，即任务执行互不影响时，适合于使用无界队列。

newFixedThreadPool采用的便是这种策略。

3、有界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时，有界队列（一般缓冲队列使用ArrayBlockingQueue，

并制定队列的最大长度）有助于防止资源耗尽，但是可能较难调整和控制，队列大小和最大池

大小需要相互折衷，需要设定合理的参数。

原文地址：http://blog.51cto.com/12222886/2061711