Java并发编程：4种线程池和缓冲队列BlockingQueue

怼烎@ 2022-03-22 10:12 396阅读 0赞

# **一. 线程池简介** #

**1. 线程池的概念：**

线程池就是首先创建一些线程，它们的集合称为线程池。使用线程池可以很好地提高性能，线程池在系统启动时即创建大量空闲的线程，程序将一个任务传给线程池，线程池就会启动一条线程来执行这个任务，执行结束以后，该线程并不会死亡，而是再次返回线程池中成为空闲状态，等待执行下一个任务。

**2. 线程池的工作机制**

2.1 在线程池的编程模式下，任务是提交给整个线程池，而不是直接提交给某个线程，线程池在拿到任务后，就在内部寻找是否有空闲的线程，如果有，则将任务交给某个空闲的线程。

2.1 一个线程同时只能执行一个任务，但可以同时向一个线程池提交多个任务。

**3. 使用线程池的原因：**

多线程运行时间，系统不断的启动和关闭新线程，成本非常高，会过渡消耗系统资源，以及过渡切换线程的危险，从而可能导致系统资源的崩溃。这时，线程池就是最好的选择了。

# **二. 四种常见的线程池详解** #

**1. 线程池的返回值ExecutorService简介：**

ExecutorService是Java提供的用于管理线程池的类。该类的两个作用：控制线程数量和重用线程

**2. 具体的4种常用的线程池实现如下：（返回值都是ExecutorService）**

2.1 Executors.newCacheThreadPool()：可缓存线程池，先查看池中有没有以前建立的线程，如果有，就直接使用。如果没有，就建一个新的线程加入池中，缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务

示例代码：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYWhhbzExODY_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

输出结果：

pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行

线程池为无限大，当执行当前任务时上一个任务已经完成，会复用执行上一个任务的线程，而不用每次新建线程

2.2  Executors.newFixedThreadPool(int n)：创建一个可重用固定个数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。

示例代码：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYWhhbzExODY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

输出结果：

pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-2正在被执行  
pool-1-thread-3正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-2正在被执行  
pool-1-thread-3正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-2正在被执行  
pool-1-thread-3正在被执行  
pool-1-thread-1正在被执行

因为线程池大小为3，每个任务输出打印结果后sleep 2秒，所以每两秒打印3个结果。  
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()

2.3  Executors.newScheduledThreadPool(int n)：创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行

延迟执行示例代码：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYWhhbzExODY_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

输出结果：延迟1秒执行

定期执行示例代码：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYWhhbzExODY_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

输出结果：

延迟1秒后每3秒执行一次  
延迟1秒后每3秒执行一次  
.............

2.4  Executors.newSingleThreadExecutor()：创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

示例代码：

![640_wx_fmt_png_tp_webp_wxfrom_5_wx_lazy_1_wx_co_1][]

输出结果：

pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:0  
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:1  
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:2  
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:3  
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:4  
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:5  
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:6  
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:7  
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:8  
pool-1-thread-1正在被执行,打印的值是:9

# **三. 缓冲队列BlockingQueue和自定义线程池ThreadPoolExecutor** #

**1. 缓冲队列BlockingQueue简介：**

BlockingQueue是双缓冲队列。BlockingQueue内部使用两条队列，允许两个线程同时向队列一个存储，一个取出操作。在保证并发安全的同时，提高了队列的存取效率。

**2. 常用的几种BlockingQueue：**

**ArrayBlockingQueue（int i）**:规定大小的BlockingQueue，其构造必须指定大小。其所含的对象是FIFO顺序排序的。

**LinkedBlockingQueue（）**或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其构造时指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX\_VALUE来决定。其所含的对象是FIFO顺序排序的。

**PriorityBlockingQueue（）**或者（int i）:类似于LinkedBlockingQueue，但是其所含对象的排序不是FIFO，而是依据对象的自然顺序或者构造函数的Comparator决定。

**SynchronizedQueue（）**:特殊的BlockingQueue，对其的操作必须是放和取交替完成。

**3. 自定义线程池（ThreadPoolExecutor和BlockingQueue连用）：**

自定义线程池，可以用ThreadPoolExecutor类创建，它有多个构造方法来创建线程池。

常见的构造函数：ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)

示例代码：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYWhhbzExODY_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYWhhbzExODY_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

输出结果：

pool-1-thread-1正在被执行  
pool-1-thread-2正在被执行  
pool-1-thread-3正在被执行

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYWhhbzExODY_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220322/b6edcb3928e04679ae4a57bd30759693.png
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