背景

Java 底层提供了 Thread 类支持开发人员手动创建线程执行任务，但是这种操作会存在以下问题：

• 每次都要重新创造和回收 Thread 对象，性能较差。如果并发线程数较大，且任务执行时间较短，频繁创建和回收线程对象会大大降低系统的效率
• 线程缺乏统一管理，不同业务之间可能会无限制的创建线程，相互之间竞争资源，容易导致系统资源占用过多，从而引起 OOM 或程序奔溃
• 功能比较单一，缺乏其他通用能力

在这样的背景下，结合池化思想，则可以通过线程池来优化设计。具体的优势在于：

• 通过重复利用已创建的线程，避免因频繁创建和回收线程对象而对系统造成的资源开销
• 提高任务响应速度，当任务到达后，可以立即使用已创建的线程执行任务
• 统一管理线程的分配、调度和监控，可有效控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞

使用线程池时场景，一般满足以下特征：

• 单个任务的处理时间比较短
• 需要处理的任务数量特别大

Executor 框架

Executor 是 Java 中一个经典的多线程任务管理框架，其主要提供了任务、任务执行线程池、任务执行结果三个组件，每个组件的具体定义与含义如下：

组件	含义
任务	Executor 框架提供了 Runnable 接口和 Callable 接口，任务需要实现这两个接口才能被线程执行
任务执行线程池	Executor 框架提供了接口 Executor 和继承于 Executor 的 ExecutorService 接口来定义任务执行机制。Executor 框架中的线程池类 ThreadPoolExecutor 和 ScheduledThreadPoolExecutor 均实现了ExecutorService 接口
任务执行结果	Executor 框架提供了 Future 接口和实现了 Future 接口的 FutureTask 类来定义任务执行结果。调用 ExecutorService 的 submit() 方法后会返回一个 Future 对象。

基本流程

1. 主线程创建实现了 Runnable 或者 Callable 接口的任务对象；
2. 把创建完成的 Runnable 对象或者 Callable 对象提交给 ExecutorService 执行 execute() 或者 submit() 方法；
3. 如果执行的是 submit() 方法，则 ExecutorService 会返回一个实现了 Future 接口的对象；
4. 最后主线程可以执行 Future 接口对象的 get() 方法来等待任务执行完成，也可以执行 cancel() 方法来取消任务的执行，通过参数 boolean mayInterruptIfRunning 来控制是否中断正在执行中的任务。

设计思想

• 顶层接口 Executor 提供了一种思想：将任务提交和任务执行进行解耦。用户无需关注如何创建线程，如何调度线程来执行任务，用户只需提供 Runnable 对象，将任务的运行逻辑提交到执行器 Executor 中，由 Executor 框架完成线程的调配和任务的执行部分。
• ExecutorService 接口增加了一些能力：
  • 扩充执行任务的能力，补充可以为一个或一批异步任务生成 Future 的方法；
  • 提供了管控线程池的方法，比如停止线程池的运行。
• AbstractExecutorService 则是上层的抽象类，将执行任务的流程串联了起来，保证下层的实现只需关注一个执行任务的方法即可。
• 最下层的实现类 ThreadPoolExecutor 实现最复杂的运行部分，一方面维护自身的生命周期，另一方面同时管理线程和任务，使两者良好的结合从而执行并行任务。