一个线程池同时执行多个线程

一.CountdownLatch和CyclicBarrier的区别'

CountdownLatch和CyclicBarrier都属于线程同步的工具。

CyclicBarrier对象时传入了一个方法,当调用CyclicBarrier的await方法后,当前线程会被阻塞等到所有线程都调用了await方法后 调用传入CyclicBarrier的方法,然后让所有的被阻塞的线程一起运行

CountdownLatch可以当做一个计数器来使用,比如某线程需要等待其他几个线程都执行过某个时间节点后才能继续执行
countDown方法使计数器-1

1,CountdownLatch适用于所有线程通过某一点后通知方法,而CyclicBarrier则适合让所有线程在同一点同时执行

2,CountdownLatch利用继承AQS的共享锁来进行线程的通知,利用CAS来进行--,而CyclicBarrier则利用ReentrantLock的Condition来阻塞和通知线程

二.ThreadPoolExecutor的参数：

corePoolSize:指定了线程池中的线程数量，它的数量决定了添加的任务是开辟新的线程去执行，还是放到workQueue任务队列中去；

maximumPoolSize:指定了线程池中的最大线程数量，这个参数会根据你使用的workQueue任务队列的类型，决定线程池会开辟的最大线程数量；

keepAliveTime:当线程池中空闲线程数量超过corePoolSize时，多余的线程会在多长时间内被销毁；

unit:keepAliveTime的单位

workQueue:任务队列，被添加到线程池中，但尚未被执行的任务；它一般分为直接提交队列（SynchronousQueue）、有界任务队列（ArrayBlockingQueue）、无界任务队列（LinkedBlockingQueue）、优先任务队列（PriorityBlockingQueue）几种；

1、直接提交队列：设置为SynchronousQueue队列，SynchronousQueue是一个特殊的BlockingQueue，它没有容量，没执行一个插入操作就会阻塞，需要再执行一个删除操作才会被唤醒，反之每一个删除操作也都要等待对应的插入操作。

public class ThreadPool {
    private static ExecutorService pool;
    public static void main( String[] args )
    {
        //maximumPoolSize设置为2 ，拒绝策略为AbortPolic策略，直接抛出异常
        pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>(),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        for(int i=0;i<3;i++) {
            pool.execute(new ThreadTask());
        }   
    }
}

public class ThreadTask implements Runnable{
    
    public ThreadTask() {
        
    }
    
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

输出结果为

pool-1-thread-1
pool-1-thread-2
Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task com.hhxx.test.ThreadTask@55f96302 rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@3d4eac69[Running, pool size = 2, active threads = 0, queued tasks = 0, completed tasks = 2]
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(Unknown Source)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(Unknown Source)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(Unknown Source)
    at com.hhxx.test.ThreadPool.main(ThreadPool.java:17)

可以看到，当任务队列为SynchronousQueue，创建的线程数大于maximumPoolSize时，直接执行了拒绝策略抛出异常。

使用SynchronousQueue队列，提交的任务不会被保存，总是会马上提交执行。如果用于执行任务的线程数量小于maximumPoolSize，则尝试创建新的进程，如果达到maximumPoolSize设置的最大值，则根据你设置的handler执行拒绝策略。因此这种方式你提交的任务不会被缓存起来，而是会被马上执行，在这种情况下，你需要对你程序的并发量有个准确的评估，才能设置合适的maximumPoolSize数量，否则很容易就会执行拒绝策略；

2、有界的任务队列：有界的任务队列可以使用ArrayBlockingQueue实现，如下所示

pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

使用ArrayBlockingQueue有界任务队列，若有新的任务需要执行时，线程池会创建新的线程，直到创建的线程数量达到corePoolSize时，则会将新的任务加入到等待队列中。若等待队列已满，即超过ArrayBlockingQueue初始化的容量，则继续创建线程，直到线程数量达到maximumPoolSize设置的最大线程数量，若大于maximumPoolSize，则执行拒绝策略。在这种情况下，线程数量的上限与有界任务队列的状态有直接关系，如果有界队列初始容量较大或者没有达到超负荷的状态，线程数将一直维持在corePoolSize以下，反之当任务队列已满时，则会以maximumPoolSize为最大线程数上限。

3、无界的任务队列：有界任务队列可以使用LinkedBlockingQueue实现，如下所示

pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

使用无界任务队列，线程池的任务队列可以无限制的添加新的任务，而线程池创建的最大线程数量就是你corePoolSize设置的数量，也就是说在这种情况下maximumPoolSize这个参数是无效的，哪怕你的任务队列中缓存了很多未执行的任务，当线程池的线程数达到corePoolSize后，就不会再增加了；若后续有新的任务加入，则直接进入队列等待，当使用这种任务队列模式时，一定要注意你任务提交与处理之间的协调与控制，不然会出现队列中的任务由于无法及时处理导致一直增长，直到最后资源耗尽的问题。

4、优先任务队列：优先任务队列通过PriorityBlockingQueue实现，下面我们通过一个例子演示下

public class ThreadPool {
    private static ExecutorService pool;
    public static void main( String[] args )
    {
        //优先任务队列
        pool = new ThreadPoolExecutor(1, 2, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, new PriorityBlockingQueue<Runnable>(),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
          
        for(int i=0;i<20;i++) {
            pool.execute(new ThreadTask(i));
        }    
    }
}

public class ThreadTask implements Runnable,Comparable<ThreadTask>{
    
    private int priority;
    
    public int getPriority() {
        return priority;
    }

    public void setPriority(int priority) {
        this.priority = priority;
    }

    public ThreadTask() {
        
    }
    
    public ThreadTask(int priority) {
        this.priority = priority;
    }

    //当前对象和其他对象做比较，当前优先级大就返回-1，优先级小就返回1,值越小优先级越高
    public int compareTo(ThreadTask o) {
         return  this.priority>o.priority?-1:1;
    }
    
    public void run() {
        try {
            //让线程阻塞，使后续任务进入缓存队列
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("priority:"+this.priority+",ThreadName:"+Thread.currentThread().getName());
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    
    }
}

我们来看下执行的结果情况

priority:0,ThreadName:pool-1-thread-1
priority:9,ThreadName:pool-1-thread-1
priority:8,ThreadName:pool-1-thread-1
priority:7,ThreadName:pool-1-thread-1
priority:6,ThreadName:pool-1-thread-1
priority:5,ThreadName:pool-1-thread-1
priority:4,ThreadName:pool-1-thread-1
priority:3,ThreadName:pool-1-thread-1
priority:2,ThreadName:pool-1-thread-1
priority:1,ThreadName:pool-1-thread-1

大家可以看到除了第一个任务直接创建线程执行外，其他的任务都被放入了优先任务队列，按优先级进行了重新排列执行，且线程池的线程数一直为corePoolSize，也就是只有一个。

通过运行的代码我们可以看出PriorityBlockingQueue它其实是一个特殊的无界队列，它其中无论添加了多少个任务，线程池创建的线程数也不会超过corePoolSize的数量，只不过其他队列一般是按照先进先出的规则处理任务，而PriorityBlockingQueue队列可以自定义规则根据任务的优先级顺序先后执行。

　　　　指定一个实现了BlockingQueue接口的任务等待队列。在ThreadPoolExecutor线程池的API文档中，一共推荐了三种等待队列，

　　　　它们是：SynchronousQueue、LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue；

　　　　https://blog.csdn.net/wfzczangpeng/article/details/52015866

threadFactory:线程工厂，用于创建线程，一般用默认即可；

handler:拒绝策略；当任务太多来不及处理时，如何拒绝任务；

三.ThreadPoolExecutor的两个常用执行方法

无返回值异步调用：execute()方法，底层使用Runnable的run()
有返回值异步调用：submit()方法，底层使用Callable的call(),可以提供Future < T > 类型的返回值。 

package com.lagou;

import javax.sound.midi.Soundbank;
import java.util.concurrent.*;

public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10);
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor =  new ThreadPoolExecutor(10,10,1, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<Runnable>(100));
        for (int i = 1;i < 11 ; i++) {
            threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        cyclicBarrier.await();
                        System.out.println(Thread.currentThread()+":"+System.currentTimeMillis());
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } catch (BrokenBarrierException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
        threadPoolExecutor.shutdown();
        System.out.println("======================");
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor1 =  new ThreadPoolExecutor(10,10,1, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<Runnable>(100));
        for (int i = 1;i < 11 ; i++) {
            threadPoolExecutor1.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread()+":"+System.currentTimeMillis());
                    } finally {
                        countDownLatch.countDown();
                    }
                }
            });
        }
        //关闭线程处理
        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //关闭线程池
        threadPoolExecutor1.shutdown();
    }

}