前言
原则上来讲，Java 的线程既是工作单元，也可以是执行机制。从 JDK1.5 开始，工作单元与执行机制可以被分离开来。其中，执行机制由 Executor 框架提供，而工作单元包括 Runnable 和 Callable（比较常规的两种声明线程的方法，可以通过传给 Thread 的构造函数来创建线程，并使用 Thread 实例的 start() 方法来启动线程，这种创建线程的方式，就是将工作单元与执行机制绑定在一起了）。
Executor 框架
Executor框架主要由 3 大部分组成如下：
- 任务：包括被执行任务需要实现的接口，Runnable 接口或 Callable 接口
- 任务的执行：包括任务执行机制的核心接口 Executor，以及继承自 Executor 的 ExecutorService 接口。Executor 框架有两个关键类实现了 ExecutorService 接口（ThreadPoolExecutor 和 ScheduledThreadPoolExecutor）
- 异步计算的结果：包括接口 Future 和实现 Future 接口的 FutureTask 类
本文主要介绍 Executor 框架中最核心的类：ThreadPoolExecutor ，它是线程池的实现类。
ThreadPoolExecutor 详解
ThreadPoolExecutor 最基本的构造函数如下所示：
它需要 7 个参数，这些参数，我在上一篇文章中详细的介绍过，这里不再赘述了，链接如下：
J.U.C 包其实给我们提供了一种非常方便的创建线程池的方式，那就是使用工厂类 Executors 来创建。Executors 可以创建 4 种类型的线程池（ThreadPoolExecutor ），分别是：
- FixedThreadPool
- SingleThreadExecutor
- CachedThreadPool
- ScheduledThreadPool
需要明确的是，前三种线程池都是基于 ThreadPoolExecutor 的，它们都是由 ThreadPoolExecutor 的构造函数实例化出来的，只不过传入的参数不同而已。（严格意义上来讲其实 ScheduledThreadPool 也是基于 ThreadPoolExecutor 的）
创建方式如下所示：第四种不是本文重点，接下来主要看看前三种
FixedThreadPool 详解
FixedThreadPool 被称为可重用固定线程数的线程池。下面是 FixedThreadPool 的源代码实现。
FixedThreadPool 的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 都被设置为创建 FixedThreadPool 时指定的参数 nThreads。
当线程池中的线程数大于 corePoolSize 时，keepAliveTime 为多余的空闲线程等待新任务的最长时间，超过这个时间后多余的线程将被终止。这里把 keepAliveTime 设置为 0L，意味着多余的空闲线程会被立即终止（但其实对于 FixedThreadPool 来说，根本不会有超过核心线程数量的多余线程存在）。
FixedThreadPool 的 execute() 方法的运行示意图如下图所示
对上图的说明如下：
（1）如果当前运行的线程数少于 corePoolSize，则创建新线程来执行任务。
（2）在线程池完成预热之后（当前运行的线程数等于 corePoolSize ），将任务加入 LinkedBlockingQueue。
（3）线程执行完（1）中的任务后，会在循环中反复从 LinkedBlockingQueue 获取任务来执行。
FixedThreadPool 使用无界队列 LinkedBlockingQueue 作为线程池的工作队列（队列的容量为 Integer.MAX_VALUE）。使用无界队列作为工作队列会对线程池带来如下影响。
（1）当线程池中的线程数达到 corePoolSize 后，新任务将在无界队列中等待，因此线程池中的线程数不会超过 corePoolSize
（2）由于（1），使用无界队列时 maximumPoolSize 将是一个无效参数
（3）由于（1）和（2），使用无界队列时 keepAliveTime 将是一个无效参数
（4）由于使用无界队列，运行中的 FixedThreadPool（未执行方法 shutdown() 或 shutdownNow()）不会拒绝任务（不会调用RejectedExecutionHandler.rejectedExecution() 方法）
FixedThreadPool 的适用场景： 为了满足资源管理的需求，而需要限制当前线程数量的应用场景，它适用于负载比较重的服务器。
SingleThreadExecutor 详解
SingleThreadExecutor 是使用单个 worker 线程（线程池中的线程都被包装成 Worker）的 Executor。
下面是 SingleThreadExecutor 的源代码实现。(SingleThreadExecutor 可以理解为就是传入 nThreads 为 1 的 FixedThreadPool)
SingleThreadExecutor 的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 被设置为 1。其他参数与 FixedThreadPool 相同。
SingleThreadExecutor 使用无界队列 LinkedBlockingQueue 作为线程池的工作队列（队列的容量为Integer.MAX_VALUE）。
SingleThreadExecutor 使用无界队列作为工作队列对线程池带来的影响与 FixedThreadPool 相同，这里就不赘述了.
SingleThreadExecutor的 execute() 方法的运行示意图如下图所示：
对上图的说明如下：
（1）如果当前运行的线程数少于 corePoolSize（即线程池中无运行的线程），则创建一个新线程来执行任务。
（2）在线程池完成预热之后（当前线程池中有一个运行的线程），将任务加入 LinkedBlockingQueue。
（3）线程执行完（1）中的任务后，会在一个无限循环中反复从 LinkedBlockingQueue 获取任务来执行。
SingleThreadExecutor 的适用场景： 适用于需要保证顺序地执行各个任务；并且在任意时间点，不会有多个线程是活动的应用场景。
CachedThreadPool 详解
CachedThreadPool 是一个会根据需要创建新线程的线程池，下面是创建 CachedThreadPool 的源代码。
CachedThreadPool 的 corePoolSize 被设置为 0，即 corePool 为空；
maximumPoolSize 被设置为 Integer.MAX_VALUE，即 maximumPool 是无界的。这里把 keepAliveTime 设置为 60L，意味着 CachedThreadPool 中的空闲线程等待新任务的最长时间 60 秒，空闲线程超过 60 秒后将会被终止。
FixedThreadPool 和 SingleThreadExecutor 使用无界队列 LinkedBlockingQueue 作为线程池的工作队列。CachedThreadPool 使用没有容量的 SynchronousQueue 作为线程池的工作队列，但 CachedThreadPool 的 maximumPool 是无界的。
这意味着，如果主线程提交任务的速度高于 maximumPool 中线程处理任务的速度时，CachedThreadPool 会不断创建新线程。极端情况下，CachedThreadPool 会因为创建过多线程而耗尽 CPU 和内存资源。
CachedThreadPool 的 execute() 方法的执行示意图如下图所示：
对上图的说明如下：
（1）首先执行 SynchronousQueue.offer（Runnable task）。如果当前 maximumPool 中有空闲线程正在执行 SynchronousQueue.poll（keepAliveTime，TimeUnit.NANOSECONDS），那么主线程执行 offer 操作与空闲线程执行的 poll 操作配对成功，主线程把任务交给空闲线程执行，execute() 方法执行完成；否则执行下面的步骤（2）。
（2）当初始 maximumPool 为空，或者 maximumPool 中当前没有空闲线程时，将没有线程执行 SynchronousQueue.poll（keepAliveTime，TimeUnit.NANOSECONDS）。这种情况下，步骤（1）将失败。此时 CachedThreadPool 会创建一个新线程执行任务，execute() 方法执行完成。
（3）在步骤（2）中新创建的线程将任务执行完后，会执行SynchronousQueue.poll（keepAliveTime，TimeUnit.NANOSECONDS）。这个 poll 操作会让空闲线程最多在 SynchronousQueue 中等待 60 秒钟。如果 60 秒钟内主线程提交了一个新任务（主线程执行步骤（1）），那么这个空闲线程将执行主线程提交的新任务；否则，这个空闲线程将终止。由于空闲 60 秒的空闲线程会被终止，因此长时间保持空闲的 CachedThreadPool 不会使用任何资源。
前面提到过，SynchronousQueue 是一个没有容量的阻塞队列。每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作，反之亦然。CachedThreadPool 使用 SynchronousQueue，把主线程提交的任务传递给空闲线程执行。CachedThreadPool 中任务传递的示意图如下图所示。
CachedThreadPool 的适用场景： CachedThreadPool 是大小无界的线程池，适用于执行很多的短期异步任务的小程序，或者是负载较轻的服务器。
参考书籍：《Java 并发编程的艺术》—— 方腾飞著