Что такое «пул потоков»?

Создание потока является затратной по времени и ресурсам операцией. Количество потоков, которое может быть запущено в рамках одного процесса также ограниченно. Чтобы избежать этих проблем и в целом управлять множеством потоков более эффективно в Java был реализован механизм пула потоков (thread pool), который создаётся во время запуска приложения и в дальнейшем потоки для обработки запросов берутся и переиспользуются уже из него. Таким образом, появляется возможность не терять потоки, сбалансировать приложение по количеству потоков и частоте их создания.

Начиная с Java 1.5 Java API предоставляет фреймворк Executor, который позволяет создавать различные типы пула потоков:

• Executor — упрощенный интерфейс пула, содержит один метод для передачи задачи на выполнение;
• ExecutorService — расширенный интерфейс пула, с возможностью завершения всех потоков;
• AbstractExecutorService — базовый класс пула, реализующий интерфейс ExecutorService;
• Executors — фабрика объектов связанных с пулом потоков, в том числе позволяет создать основные типы пулов;
• ThreadPoolExecutor — пул потоков с гибкой настройкой, может служить базовым классом для нестандартных пулов;
• ForkJoinPool — пул для выполнения задач типа ForkJoinTask;
• … и другие.

Методы Executors для создания пулов:

• newCachedThreadPool() — если есть свободный поток, то задача выполняется в нем, иначе добавляется новый поток в пул. Потоки не используемые больше минуты завершаются и удалются и кэша. Размер пула неограничен. Предназначен для выполнения множество небольших асинхронных задач;
• newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) — аналогично предыдущему, но с собственной фабрикой потоков;
• newFixedThreadPool(int nThreads) — создает пул на указанное число потоков. Если новые задачи добавлены, когда все потоки активны, то они будут сохранены в очереди для выполнения позже. Если один из потоков завершился из-за ошибки, на его место будет запущен другой поток. Потоки живут до тех пор, пока пул не будет закрыт явно методом shutdown().
• newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) — аналогично предыдущему, но с собственной фабрикой потоков;
• newSingleThreadScheduledExecutor() — однопотоковый пул с возможностью выполнять задачу через указанное время или выполнять периодически. Если поток был завершен из-за каких-либо ошибок, то для выполнения следующей задачи будет создан новый поток.
• newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory) — аналогично предыдущему, но с собственной фабрикой потоков;
• newScheduledThreadPool(int corePoolSize) — пул для выполнения задач через указанное время или переодически;
• newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) — аналогично предыдущему, но с собственной фабрикой потоков;
• unconfigurableExecutorService(ExecutorService executor) — обертка на пул, запрещающая изменять его конфигурацию;