浅析Java中的四种线程池

拼搏现实的明天。 2022-04-05 08:55 310阅读 0赞

# 1.使用线程池的好处 #

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# 2.JUC中几种常用的线程池 #

java.util.concurrent包下的Executors工厂类，提供了一系列的线程池的创建方法，其构造方法如下：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,　　　　　　   　　　　 //线程池线程核心数量，线程池维护线程的最少数量
                                  int maximumPoolSize,           　　　　//线程池最大线程数量
                                  long keepAliveTime,　　　　　　　　　　　//空闲线程存活时间
                                  TimeUnit unit,　　　　　　　　　　　　　　//存活时间的时间单位
                                  BlockingQueue<Runnable> workQueue,　　//存储任务的线程队列
                                  ThreadFactory threadFactory,　　　　　　//线程工厂
                                  RejectedExecutionHandler handler) {   //拒绝策略
            if (corePoolSize < 0 ||
                maximumPoolSize <= 0 ||
                maximumPoolSize < corePoolSize ||
                keepAliveTime < 0)
                throw new IllegalArgumentException();
            if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
                throw new NullPointerException();
            this.corePoolSize = corePoolSize;
            this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
            this.workQueue = workQueue;
            this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
            this.threadFactory = threadFactory;
            this.handler = handler;
        }

其中常用的线程池有四种，分别是fixedThreadPool、cachedThreadPool、ScheduledThreadPool和SingleThreadExecutor。他们分别适用在不同的场合。

## 2.1  newFixedThreadPool ##

**特点：**

*   *  用于创建一个可重用、固定线程数量的线程池；
     *  当线程池中线程都处于运行中时，新来的线程会进入等待状态，直到线程池中出现一个空闲线程；
     *  当一个线程在任务中途退出、终止时，会有一个新的线程来替代它继续完成后面未完成的任务。
     *  除非采用显式关闭的方法去关闭某个线程，否则线程会一直存在，不会释放资源。
     *  任务存储在无界阻塞队列中
     *  适用场景:长期任务

**构造方法：**

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
            return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                          0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                          new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
        }

**实例代码：**

import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import org.junit.Test;
    
    public class ExecutorsTest extends Thread{
        private int index;
        public ExecutorsTest(int i) 
        {
            this.index = i;
        }
        
        public void run() 
        {
            try 
            {
                System.out.println("[Thread"+this.index+"]" +"start..");
                Thread.sleep((int)(Math.random()*10000));
                System.out.println("[Thread"+this.index+"]" + "end");
            }catch(Exception e) 
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
                
            
        public static void main(String args[]) 
        {
            ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(4);
            
            for(int i=0;i<10;i++) 
            {
                service.execute(new ExecutorsTest(i));
            }
            service.shutdown();    
            
        }
    }

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因为线程池中线程数量一共有4个，所以当一次有大于4个的任务需要执行时，因为线程池中无空闲线程，后续任务进入等待状态，当其他任务执行完毕后，线程空闲，则马上开始执行正在等待的任务。

## 2.1  newCachedThreadPool ##

**特点：**

*  线程池数量上限为：Integer.MaxValue（2147483647）；
 *  线程池默认空闲60S，超过60S会从线程池中移除；
 *  新来任务时，先检查是否有空闲线程可使用，若无，则创建一个新线程执行任务；
 *  任务存储在同步队列中。
 *  适用场景：短时异步任务。

**构造函数：**

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
            return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                          60L, TimeUnit.SECONDS,
                                          new SynchronousQueue<Runnable>());
        }

**示例代码：**

import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    import org.junit.Test;
    
    public class ExecutorsTest extends Thread{
        private int index;
        public ExecutorsTest(int i) 
        {
            this.index = i;
        }
        
        public void run() 
        {
            try 
            {
                System.out.println("[Thread"+this.index+"]" +"start..");
                Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));
                System.out.println("[Thread"+this.index+"]" + "end");
            }catch(Exception e) 
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
                
            
        
        public static void main(String args[]) 
        {
            ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
            
            for(int i=0;i<10;i++) 
            {
                service.execute(new ExecutorsTest(i));
            }
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            
            for(int i=0;i<5;i++) 
            {
                service.execute(new ExecutorsTest(i));
            }
            
            service.shutdown();    
            
        }

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创建10个工作线程用于处理任务，当线程执行完毕后，处于空闲状态，此时若出现新的任务，则会从线程池中用空闲的线程来处理新的任务。若没有空闲线程，则开启新线程处理。

## 2.3  newSingleThreadExecutor ##

**特点：**

*  创建一个单个Worker的线程；
 *  线程会按照顺序依次执行；
 *  任务存储在无界阻塞队列中
 *  适用场景：需要按照顺序执行的任务。

**构造方法：**

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
            return new FinalizableDelegatedExecutorService
                (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                        0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                        new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
        }

** 实例代码：**

import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    import org.junit.Test;
    
    public class ExecutorsTest extends Thread{
        private int index;
        public ExecutorsTest(int i) 
        {
            this.index = i;
        }
        
        public void run() 
        {
            try 
            {
                System.out.println("[Thread"+this.index+"]" +"start..");
                Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));
                System.out.println("[Thread"+this.index+"]" + "end");
            }catch(Exception e) 
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
                
        public static void main(String args[]) 
        {
            ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();
            
            for(int i=0;i<10;i++) 
            {
                service.execute(new ExecutorsTest(i));
            }
            service.shutdown();    
            
        }
    
    }

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出现多个任务时，SingleThreadExecutor会按照顺序依次执行各个任务。

## 2.4 newScheduledThreadPool ##

** 特点：**

*  任务存储在无界延迟队列中
 *  适用场景：需要定期执行或延迟执行的任务

**构造方法：**

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
            return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
        }
    
        public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
            super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
                  new DelayedWorkQueue());
        }

**实例代码一（****scheduleAtFixedRate的使用）****：**

import java.util.Date;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    public class ExecutorsTest2 extends Thread{
        private int index;
        public ExecutorsTest2() 
        {
        }
        
        public void run() 
        {
            try 
            {
                System.out.println("[Current Time is "+new Date().toString());
                
            }catch(Exception e) 
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
                    
        public static void main(String args[]) 
        {
            /*
             * 执行定时任务newScheduledThreadPool
             */
            ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);
            
            //5秒后开始执行，每隔一秒执行一次
            service.scheduleAtFixedRate(new ExecutorsTest2(), 5, 1, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }

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scheduleAtFixedRate方法，一共四个参数，分别是：需要执行的任务task、延迟执行时间t1、每次执行任务的时间间隔t2、时间间隔单位。
    含义是：在t1时间过后，以 1次/t2 的频率来不断执行 task。
    上述代码中，在5秒延迟后，以 1次/1秒的频率执行 打印当前时间的任务。

**实例代码二（****scheduleWithFixedDelay的使用）：**

import java.util.Date;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    public class ExecutorsTest3 extends Thread{
        private int index;
        public ExecutorsTest3() 
        {
        }
        
        public void run() 
        {
            try 
            {
                //每次任务大约耗时1秒
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("[Current Time is "+new Date().toString());
                
            }catch(Exception e) 
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
                    
        public static void main(String args[]) 
        {
            /*
             * 执行定时任务newScheduledThreadPool
             */
            ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(10);
            
            //5秒后开始执行，每次任务执行完后延迟3秒后，继续执行下一次
            service.scheduleWithFixedDelay(new ExecutorsTest3(), 5, 3, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }

![1084627-20181210151422351-2049421714.png][]

scheduleWithFixedDelay也是四个参数，分别是：待执行的任务Task，延迟时间t1，每次任务执行完毕后延迟t2秒后执行下次任务，延迟时间单位。

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