java线程池和示例代码

墨蓝 2023-10-12 19:03 17阅读 0赞

Java线程池是一种管理线程的机制，它可以有效地控制并发执行的线程数量，提高程序的性能和稳定性。本文将介绍Java线程池的概念、实现原理以及一个简单的示例代码。

## 一、Java线程池概念 ##

线程池的作用：线程池可以预先创建一定数量的线程，当有任务需要执行时，从线程池中获取一个空闲的线程来执行任务，任务执行完毕后，将线程归还给线程池。这样可以避免频繁地创建和销毁线程，提高系统的性能。

线程池的优点：

提高系统性能：通过复用线程，减少了线程创建和销毁的开销。

控制并发数：通过限制线程池中的线程数量，可以有效地控制并发执行的线程数量，避免过多的线程导致系统资源耗尽。

提高响应速度：由于线程池中的线程已经预先创建好，所以在接收到任务时可以直接使用，无需等待线程创建完成。

## 二、Java线程池实现原理 ##

Java线程池主要由以下几个部分组成：

核心线程数(corePoolSize):线程池中始终保持的线程数量。当任务队列已满且有新任务到来时，会创建新的线程来执行任务，直到达到核心线程数上限时，后续的任务将被放入阻塞队列中等待执行。

最大线程数(maximumPoolSize):线程池允许的最大线程数量。当阻塞队列已满且有新任务到来时，如果核心线程数已达到最大值，那么新任务将会被放入拒绝队列中。

工作队列(workQueue):用于存放等待执行的任务的阻塞队列。常用的阻塞队列有ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等。

拒绝策略(rejectedExecutionHandler):当阻塞队列已满且无法创建新线程时，如何处理新任务的方法。常用的拒绝策略有AbortPolicy(抛出异常)、DiscardPolicy(丢弃任务)和CallerRunsPolicy(让调用者自己执行任务)。

线程工厂(threadFactory):用于创建新线程的工厂类。可以通过自定义线程工厂为每个新创建的线程设置一些属性，如名称、优先级等。

## 三、Java线程池示例代码 ##

Executors.newFixedThreadPool：创建一个固定大小的线程池，可控制并发的线程数，超出的线程会在队列中等待。  
Executors.newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池，若线程数超过处理所需，缓存一段时间后会回收，若线程数不够，则新建线程。  
Executors.newSingleThreadExecutor：创建单个线程数的线程池，它可以保证先进先出的执行顺序。  
Executors.newScheduledThreadPool：创建一个可以执行延迟任务的线程池。  
Executors.newSingleThreadScheduledExecutor：创建一个单线程的可以执行延迟任务的线程池。  
Executors.newWorkStealingPool：创建一个抢占式执行的线程池（任务执行顺序不确定）【JDK 1.8 添加】。  
ThreadPoolExecutor：手动创建线程池的方式，它创建时最多可以设置 7 个参数。  
下面是Java线程池示例代码：

以下是各种创建线程池的示例代码：

1.  创建一个固定大小的线程池：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
    fixedThreadPool.execute(() -> System.out.println("Hello, world!"));
    fixedThreadPool.shutdown(); // 必须调用 shutdown() 才能关闭线程池。否则会导致内存泄漏。

1.  创建一个可缓存的线程池：

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
    cachedThreadPool.execute(() -> System.out.println("Hello, world!"));
    cachedThreadPool.shutdown(); // 必须调用 shutdown() 才能关闭线程池。否则会导致内存泄漏。

1.  创建一个单个线程的线程池：

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    singleThreadExecutor.execute(() -> System.out.println("Hello, world!"));
    singleThreadExecutor.shutdown(); // 必须调用 shutdown() 才能关闭线程池。否则会导致内存泄漏。

1.  创建一个可以执行延迟任务的线程池：

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
    scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(() -> System.out.println("Hello, world!"), 0, 5, TimeUnit.SECONDS);
    scheduledThreadPool.shutdown(); // 必须调用 shutdown() 才能关闭线程池。否则会导致内存泄漏。