Java 四种线程池的使用

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 2022-09-14
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原文地址：https://cloud.tencent.com/developer/article/1041340

介绍new Thread的弊端及Java四种线程池的使用

1，线程池的作用

线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。

根据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果。 少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率不高。 用线程池控制线程数量，其他线程排 队等候。 一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。 若队列中没有等待进程，线程池的这一资源处于等待。 当一个新任务需要运行时，如果线程池 中有等待的工作线程，就可以开始运行了；否则进入等待队列。

2，为什么要用线程池?

1.减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。

2.可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

Java里面线程池的顶级接口是Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。

3，比较重要的几个类

类 描述
ExecutorService 真正的线程池接口。
ScheduledExecutorService 能和Timer/TimerTask类似，解决那些需要任务重复执行的问题。
ThreadPoolExecutor ExecutorService的默认实现。
ScheduledThreadPoolExecutor 继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现。

4，new Thread的弊端

    public class TestNewThread {
    
        public static void main(String[] args) {
            new Thread(new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("start");
                }
            }).start();
        }
    }

执行一个异步任务你还只是如下new Thread吗？

那你就out太多了，new Thread的弊端如下：

1.每次new Thread新建对象性能差。 2.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。 3.缺乏更多功能，如定时执行、定期执行、线程中断。

相比new Thread，Java提供的四种线程池的好处在于：

1.重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。 2.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。 3.提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

四种线程池

Java通过Executors提供四种线程池，分别为：

1,newCachedThreadPoo

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。

2,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。

3,newScheduledThreadPool

创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

4,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

1，newCachedThreadPool

创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程， 那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。

    package io.ymq.thread.demo1;
    
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    /**
     * 描述: 创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。
     * 此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。
     *
     * @author yanpenglei
     * @create 2017-10-12 11:13
     **/
    public class TestNewCachedThreadPool {
        public static void main(String[] args) {
            ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
            for (int i = 1; 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() {
                        String threadName = Thread.currentThread().getName();
                        System.out.println("执行：" + index + "，线程名称：" + threadName);
                    }
                });
            }
        }
    }

响应：

    执行：1，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：2，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：3，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：4，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：5，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：6，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：7，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：8，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：9，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：10，线程名称：pool-1-thread-1

2，newFixedThreadPool

描述:创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。 线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。

    package io.ymq.thread.demo2;
    
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    /**
     * 描述:创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。
     * 线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。
     *
     * @author yanpenglei
     * @create 2017-10-12 11:30
     **/
    public class TestNewFixedThreadPool {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
    
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                final int index = i;
                fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
    
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            String threadName = Thread.currentThread().getName();
                            System.out.println("执行：" + index + "，线程名称：" + threadName);
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
    
                            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，和线程名称。

响应：

    执行：2，线程名称：pool-1-thread-2
    执行：3，线程名称：pool-1-thread-3
    执行：1，线程名称：pool-1-thread-1
    
    执行：4，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：6，线程名称：pool-1-thread-2
    执行：5，线程名称：pool-1-thread-3
    
    执行：7，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：9，线程名称：pool-1-thread-3
    执行：8，线程名称：pool-1-thread-2
    
    执行：10，线程名称：pool-1-thread-1

3，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

    package io.ymq.thread.demo3;
    
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    /**
     * 描述: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
     *
     * @author yanpenglei
     * @create 2017-10-12 11:53
     **/
    public class TestNewScheduledThreadPool {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    
            scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("表示延迟3秒执行。");
                }
            }, 3, TimeUnit.SECONDS);
    
    
            scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("表示延迟1秒后每3秒执行一次。");
                }
            }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
        }
    
    }

    表示延迟1秒后每3秒执行一次。
    表示延迟3秒执行。
    表示延迟1秒后每3秒执行一次。
    表示延迟1秒后每3秒执行一次。
    表示延迟1秒后每3秒执行一次。
    表示延迟1秒后每3秒执行一次。

4，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。

    package io.ymq.thread.demo4;
    
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    /**
     * 描述: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。
     *
     * @author yanpenglei
     * @create 2017-10-12 12:05
     **/
    public class TestNewSingleThreadExecutor {
    
        public static void main(String[] args) {
            ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                final int index = i;
                singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
    
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            String threadName = Thread.currentThread().getName();
                            System.out.println("执行：" + index + "，线程名称：" + threadName);
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
            }
        }
    }

结果依次输出，相当于顺序执行各个任务。

响应：

    执行：1，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：2，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：3，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：4，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：5，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：6，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：7，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：8，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：9，线程名称：pool-1-thread-1
    执行：10，线程名称：pool-1-thread-1