Java工作一年了，不会还不懂Java线程池的使用吧？（代码详解）

蔚落 2023-10-05 11:33 12阅读 0赞

> hello你好我是辰兮很高兴你能来阅读，本篇整理了线程池相关的代码案例，整理了好几天才实践完这篇文章，也希望自己对线程池有更深入的理解，欢迎阅读学习交流，分享获取新知，大家一起进步！

#### 文章目录 ####

*   *   *  1、Preface序言
         *  2、FixedThreadPool
         *  3、CachedThreadPool
         *  4、SingleThreadExecutor
         *  5、ScheduledThreadPool

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#### 1、Preface序言 ####

线程（英语：thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。

线程池就是创建若干个可执行的线程放入一个池（容器）中，有任务需要处理时，会提交到线程池中的任务队列，处理完之后线程并不会被销毁，而是仍然在线程池中等待下一个任务。

线程池能有效的处理多个线程的并发问题，避免大量的线程因为互相强占系统资源导致阻塞现象，能够有效的降低频繁创建和销毁线程对性能所带来的开销。

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Executors线程工厂类一共可以创建四种类型的线程池，通过Executors.newXXX即可创建。

ThreadPoolExecutor提供了四个构造函数

//五个参数的构造函数
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue)
    
    //六个参数的构造函数-1
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory)
    
    //六个参数的构造函数-2
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              RejectedExecutionHandler handler)
    
    //七个参数的构造函数
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler)

在Java中，线程池的概念是Executor这个接口，具体实现为ThreadPoolExecutor类，学习Java中的线程池，就是对ThreadPoolExecutor构造函数的参数的配置和学习。

int corePoolSize：该线程池中核心线程数最大值
    
    int maximumPoolSize： 该线程池中线程总数最大值
    
    long keepAliveTime：该线程池中非核心线程闲置超时时长
    
    TimeUnit unit：keepAliveTime的单位
    
    BlockingQueue workQueue：该线程池中的任务队列：维护着等待执行的Runnable对象

![在这里插入图片描述][20201012213903643.png_pic_center]  
接下来用代码案例来真实展示常见线程池的创建过程以及如何运用，看一千次不如实践一次，try！！

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#### 2、FixedThreadPool ####

可重用固定线程数的线程池

newFixedThreadPool:创建一个定长的线程池，可控制线程的最大并发数，超出的线程在队列中等待。

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

![在这里插入图片描述][20201012212324912.png_pic_center]

有指定的线程数的线程池，有核心的线程，里面有固定的线程数量，响应的速度快。  
![在这里插入图片描述][20201012212010975.png_pic_center]

核心线程是没有超时机制的，队列大小没有限制，除非线程池关闭了核心线程才会被回收。

/**
     * Created by 辰兮 2020/10/10
     * newFixedThreadPool 创建一个固定长度线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
     */
    public class NewFixedThreadPool {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
        
                final int index = i;
    
                //1- 在未来某个时间执行给定的命令。
                // 该命令可能在新的线程、已入池的线程或者正调用的线程中执行，这由 Executor 实现决定。
                fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
        
                    @Override
                    public void run() {
        
                        threadRunMethod(index);
                    }
                });
    
                //2- 提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。
                // 该 Future 的 get 方法在成功完成时将会返回给定的结果
                fixedThreadPool.submit(new Runnable() {
        
                    @Override
                    public void run() {
        
                        threadRunMethod(index);
                    }
                });
            }
            fixedThreadPool.shutdown();
        }
    
        /**
         *
         * @param index
         */
        private static void threadRunMethod(int index) {
        
            try {
        
                System.out.println(index);
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

0
    0
    1
    1
    2
    2
    3
    3
    4
    4
    
    Process finished with exit code 0

--------------------

#### 3、CachedThreadPool ####

可缓存的线程池（ps:速度快）

CachedThreadPool 缓存线程池，只有非核心线程，最大线程数很大（Int.Max(values)），它会为每一个任务添加一个新的线程，这边有一个超时机制，当空闲的线程超过60s内没有用到的话，就会被回收。缺点就是没有考虑到系统的实际内存大小。

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

newCachedThreadPool:创建一个可缓存的线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

/**
     * Created by 辰兮 2020/10/10
     * newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，
     * 若无可回收，则新建线程。线程池的规模不存在限制。
     */
    public class NewCachedThreadPool {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
        
                final int index = i;
                try {
        
                    Thread.sleep(index * 1000);
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
    
                //1- 在未来某个时间执行给定的命令。
                // 该命令可能在新的线程、已入池的线程或者正调用的线程中执行，这由 Executor 实现决定。
                cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
        
                    @Override
                    public void run() {
        
                        System.out.println(index);
                    }
                });
    
                //2- 提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。
                // 该 Future 的 get 方法在成功完成时将会返回给定的结果
                cachedThreadPool.submit(new Runnable() {
        
                    @Override
                    public void run() {
        
                        System.out.println(index);
                    }
                });
            }
            cachedThreadPool.shutdown();
        }
    }

0
    0
    1
    1
    2
    2
    3
    3
    4
    4
    
    Process finished with exit code 0

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#### 4、SingleThreadExecutor ####

单线程线程池（ps：速度相对较慢）

通过指定的顺序将任务一个个丢到线程，都乖乖的排队等待执行，不处理并发的操作，不会被回收。干活效率慢。

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

它只会创建一条工作线程处理任务；

采用的阻塞队列为LinkedBlockingQueue；

/**
     * Created by 辰兮 2020.10.10
     * 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。
     */
    public class NewSingleThreadExecutor {
        
        public static void main(String[] args) {
        
    
            ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
        
                final int index = i;
                /*singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            System.out.println("newSingleThreadExecutor: " + index);
                            Thread.sleep(2*1000);
                        } catch (Exception e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });*/
    
                singleThreadExecutor.submit(new Runnable() {
        
                    @Override
                    public void run() {
        
                        try {
        
                            System.out.println("newSingleThreadExecutor: " + index);
                            Thread.sleep(1*1000);
                        } catch (Exception e) {
        
                        	e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
            }
    
            singleThreadExecutor.shutdown();
        }
    
    }

newSingleThreadExecutor: 0
    newSingleThreadExecutor: 1
    newSingleThreadExecutor: 2
    newSingleThreadExecutor: 3
    newSingleThreadExecutor: 4
    
    Process finished with exit code 0

--------------------

#### 5、ScheduledThreadPool ####

调度线程池

它用来处理延时任务或定时任务。

/**
         * Creates a new {@code ScheduledThreadPoolExecutor} with the
         * given core pool size.
         *
         * @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
         *        if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
         * @throws IllegalArgumentException if {@code corePoolSize < 0}
         */
        public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        
            
            super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, TimeUnit.NANOSECONDS,
                  new DelayedWorkQueue());
        }

这个线程池是唯一具有延迟执行和周期重复执行的线程池。它的核心线程池固定，非核心线程的数量没有限制，但是闲置时会立即会被回收。

/**
     * Created by 辰兮 2020/10/10
     * newScheduledThreadPool 创建一个固定长度线程池，支持定时及周期性任务执行。
     */
    public class NewScheduledThreadPool {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    
            //testSchedule(scheduledExecutorService);
    
            //testScheduleAtFixedRate(scheduledExecutorService);
    
            testScheduleWithFixedDelay(scheduledExecutorService);
    
            // 终止线程池
            //scheduledExecutorService.shutdown();
        }
    
        /**
         *
         * 跟 testScheduleAtFixedRate 非常类似，就是延迟的时间有点区别
         * 创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作，后续操作具有给定的周期；
         * 也就是将在 initialDelay 后开始执行，然后在 initialDelay+period 后执行，
         * 接着在 initialDelay + 2 * period 后执行，依此类推。
         *
         * 如果任务里面执行的时间大于 period 的时间，下一次的任务会推迟执行。
         * 推迟的时间 ： 等到上次的任务执行完之后再延迟period 的时间后执行。
         * @param scheduledExecutorService
         */
        private static void testScheduleWithFixedDelay(ScheduledExecutorService scheduledExecutorService) {
        
            scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
                    try {
        
                        System.out.println("延迟2秒，再3秒执行一次");
                        //如果任务里面执行的时间大于 period 的时间，下一次的任务会推迟执行。
                        //本次任务执行完后下次的任务还需要延迟period时间后再执行
                        Thread.sleep(6*1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
        
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            },2,3,TimeUnit.SECONDS);
        }
    
        /**
         * 创建并执行一个在给定初始延迟后首次启用的定期操作，后续操作具有给定的周期；
         * 也就是将在 initialDelay 后开始执行，然后在 initialDelay+period 后执行，
         * 接着在 initialDelay + 2 * period 后执行，依此类推。
         *
         * 如果任务里面执行的时间大于 period 的时间，下一次的任务会推迟执行。
         * 推迟的时间 ： 等到上次的任务执行完就立马执行。
         * @param scheduledExecutorService
         */
        private static void testScheduleAtFixedRate(ScheduledExecutorService scheduledExecutorService) {
        
            scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
                    try {
        
                        System.out.println("延迟2秒，再3秒执行一次");
                        //如果任务里面执行的时间大于 period 的时间，下一次的任务会推迟执行。
                        //如果任务里面执行的时间大于 period 的时间，本次任务执行完后，下次任务立马执行。
                        Thread.sleep(6*1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
        
                        e.printStackTrace();
                    }
    
                }
            },2,3,TimeUnit.SECONDS);
        }
    
        /**
         * 创建并执行在给定延迟后启用的一次性操作
         * @param scheduledExecutorService
         */
        private static void testSchedule(ScheduledExecutorService scheduledExecutorService) {
        
            scheduledExecutorService.schedule(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
                    System.out.println("delay 3 seconds");
                }
            }, 3, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }

延迟2秒，再3秒执行一次
    延迟2秒，再3秒执行一次
    延迟2秒，再3秒执行一次
    延迟2秒，再3秒执行一次
    延迟2秒，再3秒执行一次
    延迟2秒，再3秒执行一次
    延迟2秒，再3秒执行一次
    ....

--------------------

线程池的好处

1、**降低资源消耗**。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

2、**提高响应速度**。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。

3、**提高线程的可管理性**。线程是稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源。

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阿里巴巴Java手册：为什么不建议使用Executors创建线程池?

![了。][20201012214717854.png_pic_center]  
不建议采用Executors创建线程池，但是可以自定义线程池相关参数创建！

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第一次整理关于线程池相关知识，如有不对欢迎大佬们指导！

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`The best investment is to invest in yourself.`

![在这里插入图片描述][20200504104023371.jpg]

2020.10.12 愿你们奔赴在自己的热爱里！

[20201012213903643.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201012213903643.png#pic_center
[20201012212324912.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201012212324912.png#pic_center
[20201012212010975.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201012212010975.png#pic_center
[20201012214717854.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201012214717854.png#pic_center
[20200504104023371.jpg]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200504104023371.jpg