讓我們開始來從入門瞭解一下 Java 的併發程式設計。

本文主要介紹如何開始建立執行緒以及管理執行緒池，在 Java 語言中，一個最簡單的執行緒如下程式碼所示：

Runnable runnable = new Runnable(){
   public void run(){
      System.out.println("Run");
   }
}

可通過下面一行程式碼來啟動這個執行緒：

new Thread(runnable).start();

這是一個再簡單不過的例子了，但如果你有許多需要長時間執行的任務同時執行，並需要等所有的這些執行緒都執行完畢，還想得到一個返回值，那麼這就有點小小難度了。但 Java 已經有解決方案給你，那就是 Executors ，一個簡單的類可以讓你建立執行緒池和執行緒工廠。

一個執行緒池使用類 ExecutorService 的例項來表示，通過 ExecutorService 你可以提交任務，並進行排程執行。下面列舉一些你可以通過 Executors 類來建立的執行緒池的型別：

• Single Thread Executor : 只有一個執行緒的執行緒池，因此所有提交的任務是順序執行，程式碼： Executors.newSingleThreadExecutor()
• Cached Thread Pool : 執行緒池裡有很多執行緒需要同時執行，老的可用執行緒將被新的任務觸發重新執行，如果執行緒超過60秒內沒執行，那麼將被終止並從池中刪除，程式碼：Executors.newCachedThreadPool()
• Fixed Thread Pool : 擁有固定執行緒數的執行緒池，如果沒有任務執行，那麼執行緒會一直等待，程式碼： Executors.newFixedThreadPool()
• Scheduled Thread Pool : 用來排程即將執行的任務的執行緒池，程式碼：Executors.newScheduledThreadPool()
• Single Thread Scheduled Pool : 只有一個執行緒，用來排程執行將來的任務，程式碼：Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()

一旦你建立了一個執行緒池，你就可以往池中通過不同的方法提交執行任務，可提交 Runnable 或者 Callable 到執行緒池中，該方法返回一個 Future 例項表示任務的狀態，如果你提交一個 Runnable ，那麼如果任務完成後 Future 物件返回 null。

例如，你編寫下面的 Callable：

private final class StringTask implements Callable<String>{
   public String call(){
      //Long operations

      return "Run";
   }
}

如果你想使用4個執行緒來執行這個任務10次，那麼程式碼如下：

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4);

for(int i = 0; i < 10; i++){
   pool.submit(new StringTask());
}

但你必須手工的關閉執行緒池來結束所有池中的執行緒：

pool.shutdown();

如果你不這麼做，JVM 並不會去關閉這些執行緒；另外你可以使用 shutdownNow() 的方法來強制關閉執行緒池，那麼執行中的執行緒也會被中斷，所有尚未被執行的任務也將不會再執行。

但這個例子中，你無法獲取任務的執行狀態，因此我們需要藉助 Future 物件：

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4);

List<Future<String>> futures = new ArrayList<Future<String>>(10);

for(int i = 0; i < 10; i++){
   futures.add(pool.submit(new StringTask()));
}

for(Future<String> future : futures){
   String result = future.get();

   //Compute the result
}

pool.shutdown();

不過這段程式碼稍微有點複雜，而且有不足的地方。如果第一個任務耗費非常長的時間來執行，然後其他的任務都早於它結束，那麼當前執行緒就無法在第一個任務結束之前獲得執行結果，但是彆著急，Java 為你提供瞭解決方案——CompletionService。

一個 CompletionService 就是一個服務，用以簡化等待任務的執行結果，實現的類是 ExecutorCompletionService，該類基於 ExecutorService，因此我們可試試下面的程式碼：

ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(4);
CompletionService<String> pool = new ExecutorCompletionService<String>(threadPool);

for(int i = 0; i < 10; i++){
   pool.submit(new StringTask());
}

for(int i = 0; i < 10; i++){
   String result = pool.take().get();

   //Compute the result
}

threadPool.shutdown();

這就是本文的全部，通過 Java 為我們提供的各種工具，可以方便的進行多工的程式設計，通過使用 Executors、ExecutorService 以及 CompletionService 等工具類，我們可以建立複雜的並行任務執行演算法，而且可以輕鬆改變執行緒數。

希望這篇短文能有助於你對併發程式設計的理解。