java 线程池的理解与运用，实例支撑

你的名字 2023-10-12 08:42 50阅读 0赞

### 线程池的概念和作用 ###

#### 线程池的定义和特点 ####

线程池是一种多线程处理形式，它可以在程序启动时创建一定数量的线程，并将它们保存在一个线程池中，然后在需要执行任务时，从线程池中取出一个线程来执行任务，任务执行完毕后，线程并不会销毁，而是放回线程池中等待下一次任务的执行。  
线程池的特点包括：

*  能够复用线程，避免线程的频繁创建和销毁，提高系统的性能和效率；
 *  能够控制线程的数量，避免线程数量过多导致系统负载过高；
 *  能够统一管理线程，避免线程的无限制创建和销毁导致系统资源的浪费。

#### 线程池的作用和优势 ####

线程池的作用包括：

*  提高系统的响应速度和吞吐量；
 *  优化系统的资源利用率；
 *  提高代码的可维护性和可扩展性。  
    线程池的优势包括：
 *  可以避免线程的频繁创建和销毁，提高系统的性能和效率；
 *  可以控制线程的数量，避免线程数量过多导致系统负载过高；
 *  可以统一管理线程，避免线程的无限制创建和销毁导致系统资源的浪费。

### Java中的线程池 ###

#### Java中线程池的实现方式 ####

Java中线程池的实现方式主要包括以下两种：

*  ThreadPoolExecutor：是Java中线程池的基础实现类，它可以根据需求自定义线程池的各种参数，如核心线程数、最大线程数、任务队列、线程工厂、拒绝策略等；
 *  Executors：是Java中线程池的工厂类，它提供了一系列静态方法来创建不同类型的线程池，如newFixedThreadPool、newCachedThreadPool、newSingleThreadExecutor等。

#### Java中线程池的分类 ####

Java中线程池的分类主要包括以下几种：

*  FixedThreadPool：固定大小的线程池，核心线程数和最大线程数相等，任务队列为无界队列；
 *  CachedThreadPool：缓存大小的线程池，核心线程数为0，最大线程数为Integer.MAX\_VALUE，任务队列为SynchronousQueue；
 *  SingleThreadExecutor：单线程的线程池，只有一个核心线程，任务队列为无界队列；
 *  ScheduledThreadPool：定时任务的线程池，可以执行定时任务和周期性任务；
 *  WorkStealingPool：工作窃取线程池，在任务执行完毕后，线程可以从其他线程的任务队列中窃取任务执行。

### Java线程池的使用 ###

#### 如何创建线程池 ####

使用Java中的Executors工厂类可以创建不同类型的线程池，例如：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

// 创建缓存大小的线程池

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

// 创建单线程的线程池

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

// 创建定时任务的线程池

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(10);

使用ThreadPoolExecutor类可以自定义线程池的各种参数，例如：

ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
        5, // 核心线程数
        10, // 最大线程数
        60, // 线程空闲时间
        TimeUnit.SECONDS, // 时间单位
        new LinkedBlockingQueue<Runnable>(), // 任务队列
        new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("thread-pool-%d").build(), // 线程工厂
        new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 拒绝策略
    );

#### 如何向线程池提交任务 ####

向线程池提交任务可以使用submit或execute方法，例如：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
     // 提交任务
    fixedThreadPool.submit(new Runnable() {
        
        @Override
        public void run() {
        
            // 任务执行内容
        }
    });
    
    
     // 执行任务
    fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
        
        @Override
        public void run() {
        
            // 任务执行内容
        }
    });

#### 如何关闭线程池 ####

关闭线程池可以使用shutdown或shutdownNow方法，例如：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
     // 关闭线程池
    fixedThreadPool.shutdown();

### Java线程池的原理 ###

#### 线程池的工作原理 ####

线程池的工作原理如下：

*  当有任务需要执行时，线程池会先检查核心线程数是否已满，如果未满，则创建新的核心线程来执行任务；
 *  如果核心线程数已满，线程池会将任务加入到任务队列中等待执行；
 *  如果任务队列已满，线程池会检查最大线程数是否已满，如果未满，则创建新的非核心线程来执行任务；
 *  如果最大线程数已满，线程池会根据拒绝策略来处理任务。

#### 线程池的核心参数 ####

线程池的核心参数包括：

*  核心线程数：线程池中的核心线程数，即线程池中始终保持的线程数。
 *  最大线程数：线程池中允许的最大线程数，包括核心线程数和非核心线程数。
 *  任务队列：用于存放等待执行的任务的队列。
 *  拒绝策略：当任务队列已满且最大线程数已满时，线程池会根据拒绝策略来处理新的任务。  
    线程池的核心参数的设置需要根据具体的业务场景和硬件资源来进行调整。如果线程池的核心线程数设置过小，可能会导致任务无法及时执行；如果设置过大，则可能会浪费过多的资源。最大线程数的设置也需要根据硬件资源来进行调整，避免过度占用系统资源。任务队列的大小也需要根据具体的业务场景来进行设置，以充分利用系统资源，并避免任务队列溢出。拒绝策略的设置也需要根据具体的业务场景来进行调整，以保证任务的及时处理。

### Java线程池的拒绝策略 ###

Java线程池中提供了4种拒绝策略，分别是：

1.  **AbortPolicy**：默认策略，当任务队列满且达到最大线程数时，直接抛出RejectedExecutionException异常，阻止任务提交。
2.  **CallerRunsPolicy**：当任务队列满且达到最大线程数时，将任务交给提交任务的线程执行，这样可以降低任务提交速度，从而提供系统的稳定性。
3.  **DiscardOldestPolicy**：当任务队列满且达到最大线程数时，移除任务队列中的头部任务，然后尝试重新提交新任务。
4.  **DiscardPolicy**：当任务队列满且达到最大线程数时，直接丢弃新提交的任务，不进行任何处理。

在创建线程池时，可以通过设置ThreadPoolExecutor的拒绝策略参数来选择合适的拒绝策略，例如：

选择合适的拒绝策略需要根据具体的业务场景和需求来进行判断。例如，如果希望能够在任务提交过快时降低任务提交速度，可以选择使用CallerRunsPolicy策略；如果希望在任务队列满时优先执行新提交的任务，可以选择使用DiscardOldestPolicy策略。

总之，线程池是一种重要的多线程编程技术，它可以有效地管理线程的创建和销毁，提高系统的并发能力和响应速度。在使用线程池时，需要注意线程池的核心参数的设置，以充分利用系统资源，并保证任务的及时处理。