Java并发编程——四种线程池的使用及分析

叁歲伎倆 2023-10-08 13:39 12阅读 0赞

执行一个异步任务你还只是new Thread吗？  
那你就out太多了，new Thread的弊端如下：

> a. 每次new Thread新建对象性能差。

> b. 线程缺乏统一管理，可能无限制新建线程，相互之间竞争，及可能占用过多系统资源导致死机或oom。

> c.缺乏更多功能，如定时执行、定期执行、线程中断。

用线程池吧，少年

相比new Thread，Java提供的四种线程池的好处

> a. 重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。

> b. 可有效控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。

> c. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

## Java提供的四种线程池 ##

1.  **newFixedThreadPool**  
    创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
2.  **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。
3.  **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。
4.  **newScheduledThreadPool**  
    创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

了解之后，就让我们来使用一下  
**代码示例：**

#### 1.newFixedThreadPool ####

创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
    final int index = i;
    fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
        
    
    @Override
    public void run() {
        
    try {
        
    System.out.println(index);
    Thread.sleep(2000);
    } catch (InterruptedException e) {
        
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    }
    }
    });
    }

因为线程池大小为3，每个任务输出index后sleep 2秒，所以每两秒打印3个数字。  
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。

#### 2.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。

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
    final int index = i;
    singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
        
    
    @Override
    public void run() {
        
    try {
        
    System.out.println(index);
    Thread.sleep(2000);
    } catch (InterruptedException e) {
        
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
    }
    }
    });
    }

结果依次输出，相当于顺序执行各个任务。

### 3.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。

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
    final int index = i;
    try {
        
    Thread.sleep(index * 1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        
    e.printStackTrace();
    }
    
    cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
        
    
    @Override
    public void run() {
        
    System.out.println(index);
    }
    });
    }

线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。

#### 4.newScheduledThreadPool ####

创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。  
**延迟执行示例代码如下：**

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
        
    
    @Override
    public void run() {
        
    System.out.println("delay 3 seconds");
    }
    }, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟3秒执行。

**定期执行示例代码如下：**

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
        
    
    @Override
    public void run() {
        
    System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
    }
    }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟1秒后每3秒执行一次。

## 分析 ##

那光会使用怎么能行，我们还要进去看看它的原理：  
点进去创建固定线程池的方法，  
![在这里插入图片描述][8980b42279c44372a5408f2955270abc.png]

原来是调了一个方法，把线程数量当参数传了进去  
换一个看看，再点进去缓存线程池  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5ZCR552A55m-5LiH5bm06Jaq5Yqq5Yqb55qE5bCP6LW1_size_12_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
又调用了这个方法，看来`ThreadPoolExecutor()`这个方法才是创建线程池的真正的方法，让我们再点进去这个方法  
打开Structure，看到这个方法有四个重载，传递的不同参数  
![在这里插入图片描述][8ae29ecec023492987972542836b24c4.png]  
这里给出参数是什么意思，供大家参考

public ThreadPoo1Executor(
    int corePool size，//核心线程数量
    int maximumPoolsize，/最大线程数
    long keepAliveTime，//超时时间,超出核心线程数量以外的线程空余存活时间
    Timeunit unit，//存活时间单位
    BlockingQueue<Runnable> workQueue，//保存执行任务的队列
    ThreadFactory threadFactory，//创建新线程使用的工厂
    RejectedExecutionHandler handler//当任务无法执行的时候的处理方式
    )

这里大家注意一下这两个参数

int corePool size，//核心线程数量
    int maximumPoolsize，/最大线程数

其实这就是有编制的和临时工的区别，什么意思呢  
就是如果我们公司某个项目赶得紧，人手不够了，怎么办？扩招吗，可是平时又用不到这么多人，那我们可以找外包公司招点外包人员嘛，临时借过来等项目完成了再还回去。  
即核心到最大 之间的这部分，是可变的，需要就有，不需要就没有。

[8980b42279c44372a5408f2955270abc.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/8980b42279c44372a5408f2955270abc.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5ZCR552A55m-5LiH5bm06Jaq5Yqq5Yqb55qE5bCP6LW1_size_12_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: https://img-blog.csdnimg.cn/b73f9ac6aa7d4b649dc42a9f8907e954.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5ZCR552A55m-5LiH5bm06Jaq5Yqq5Yqb55qE5bCP6LW1,size_12,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16
[8ae29ecec023492987972542836b24c4.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/8ae29ecec023492987972542836b24c4.png