Java常用線程池原理及使用方法解析

一、簡介

什么是線程池？

池的概念大家也許都有所聽聞，池就是相當于一個容器，里面有許許多多的東西你可以即拿即用。java中有線程池、連接池等等。線程池就是在系統啟動或者實例化池時創建一些空閑的線程，等待工作調度，執行完任務后，線程并不會立即被銷毀，而是重新處于空閑狀態，等待下一次調度。

線程池的工作機制？

在線程池的編程模式中，任務提交并不是直接提交給線程，而是提交給池。線程池在拿到任務之后，就會尋找有沒有空閑的線程，有則分配給空閑線程執行，暫時沒有則會進入等待隊列，繼續等待空閑線程。如果超出最大接受的工作數量，則會觸發線程池的拒絕策略。

為什么使用線程池？

線程的創建與銷毀需要消耗大量資源，重復的創建與銷毀明顯不必要。而且池的好處就是響應快，需要的時候自取，就不會存在等待創建的時間。線程池可以很好地管理系統內部的線程，如數量以及調度。

二、常用線程池介紹

Java類ExecutorService是線程池的父接口，并非頂層接口。以下四種常用線程池的類型都可以是ExecutorService。

單一線程池 Executors.newSingleThreadExecutor()內部只有唯一一個線程進行工作調度，可以保證任務的執行順序（FIFO,LIFO）

package com.test;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class PoolTest {public static void main(String[] args) {// 創建單一線程池ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();List<String> list = new ArrayList<String>();list.add('first');list.add('second');list.add('third');list.forEach(o -> {// 遍歷集合提交任務singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ' : ' + o);try {// 間隔1sThread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});});}}

執行結果：

pool-1-thread-1 : first

pool-1-thread-1 : second

pool-1-thread-1 : third

可緩存線程池 Executors.newCachedThreadPool()

如果線程池中有可使用的線程，則使用，如果沒有，則在池中新建一個線程，可緩存線程池中線程數量最大為Integer.MAX_VALUE。通常用它來運行一些執行時間短，且經常用到的任務。

package com.test;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class PoolTest {public static void main(String[] args) {// 創建可緩存線程池ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();List<String> list = new ArrayList<String>();list.add('first');list.add('second');list.add('third');list.forEach(o -> {try {// 間隔3sThread.sleep(3000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 遍歷集合提交任務cachedThreadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ' : ' + o);try {// 間隔1sThread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});});}}

執行結果：

pool-1-thread-1 : first

pool-1-thread-1 : second

pool-1-thread-1 : third

因為間隔時間長，下一個任務運行時，上一個任務已經完成，所以線程可以繼續復用，如果間隔時間調短，那么部分線程將會使用新線程來運行。

把每個任務等待時間從3s調低至1s:

執行結果：

pool-1-thread-1 : first

pool-1-thread-2 : second

pool-1-thread-1 : third

定長線程池 Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)創建一個固定線程數量的線程池，參數手動傳入

package com.test;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class PoolTest {public static void main(String[] args) {// 創建可緩存線程池ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);List<String> list = new ArrayList<String>();list.add('first');list.add('second');list.add('third');list.add('fourth');list.forEach(o -> {try {// 間隔1sThread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 遍歷集合提交任務fixedThreadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ' : ' + o);try {// 間隔1sThread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});});}}

執行結果：

pool-1-thread-1 : first

pool-1-thread-2 : second

pool-1-thread-3 : third

pool-1-thread-1 : fourth

定時線程池 Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)創建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執行

package com.test;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class PoolTest {public static void main(String[] args) {// 創建定長線程池、支持定時、延遲、周期性執行任務ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ' : 1秒后每隔3秒執行一次');}}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);}}

執行結果：

pool-1-thread-1 : 1秒后每隔3秒執行一次

pool-1-thread-1 : 1秒后每隔3秒執行一次

pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒執行一次

pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒執行一次

pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒執行一次

pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒執行一次

pool-1-thread-2 : 1秒后每隔3秒執行一次

三、自定義線程池

常用構造函數：

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)

參數說明：

1、corePoolSize 核心線程數大小，當線程數<corePoolSize ，會創建線程執行runnable

2、maximumPoolSize 最大線程數， 當線程數 >= corePoolSize的時候，會把runnable放入workQueue中

3、keepAliveTime 保持存活時間，當線程數大于corePoolSize的空閑線程能保持的最大時間。

4、unit 時間單位

5、workQueue 保存任務的阻塞隊列

6、threadFactory 創建線程的工廠

7、handler 拒絕策略

任務執行順序：

1、當線程數小于corePoolSize時，創建線程執行任務。

2、當線程數大于等于corePoolSize并且workQueue沒有滿時，放入workQueue中

3、線程數大于等于corePoolSize并且當workQueue滿時，新任務新建線程運行，線程總數要小于maximumPoolSize

4、當線程總數等于maximumPoolSize并且workQueue滿了的時候執行handler的rejectedExecution。也就是拒絕策略。

ThreadPoolExecutor默認有四個拒絕策略：

1、new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 直接拋出異常RejectedExecutionException

2、new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() 直接調用run方法并且阻塞執行

3、new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() 直接丟棄后來的任務

4、new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() 丟棄在隊列中隊首的任務

緩沖隊列BlockingQueue：

BlockingQueue是雙緩沖隊列。BlockingQueue內部使用兩條隊列，允許兩個線程同時向隊列一個存儲，一個取出操作。在保證并發安全的同時，提高了隊列的存取效率。

常用的幾種BlockingQueue：

ArrayBlockingQueue（int i）:規定大小的BlockingQueue，其構造必須指定大小。其所含的對象是FIFO順序排序的。 LinkedBlockingQueue（）或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其構造時指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX_VALUE來決定。其所含的對象是FIFO順序排序的。 PriorityBlockingQueue（）或者（int i）:類似于LinkedBlockingQueue，但是其所含對象的排序不是FIFO，而是依據對象的自然順序或者構造函數的Comparator決定。 SynchronizedQueue（）:特殊的BlockingQueue，對其的操作必須是放和取交替完成。

package com.test;import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;import java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class PoolTest {public static void main(String[] args) {// 工作隊列LinkedBlockingDeque<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingDeque<Runnable>();// 拒絕策略RejectedExecutionHandler handler = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(2, 10, 20, TimeUnit.MILLISECONDS, workQueue, handler);threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println('自定義線程池');}});}}

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持好吧啦網。