Java 四種線程池的用法分析

1、new Thread的弊端

執行一個異步任務你還只是如下new Thread嗎？

```

new Thread(new Runnable() {

@Override

public void run() {

// TODO Auto-generated method stub

}

}

).start();

```

那你就out太多了，new Thread的弊端如下：

a. 每次new Thread新建對象性能差。

b. 線程缺乏統一管理，可能無限制新建線程，相互之間競爭，及可能占用過多系統資源導致死機或oom。

c. 缺乏更多功能，如定時執行、定期執行、線程中斷。

相比new Thread，Java提供的四種線程池的好處在于：

a. 重用存在的線程，減少對象創建、消亡的開銷，性能佳。

b. 可有效控制最大并發線程數，提高系統資源的使用率，同時避免過多資源競爭，避免堵塞。

c. 提供定時執行、定期執行、單線程、并發數控制等功能。

2、Java 線程池

Java通過Executors提供四種線程池，分別為：

newCachedThreadPool創建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。

newFixedThreadPool 創建一個定長線程池，可控制線程最大并發數，超出的線程會在隊列中等待。

newScheduledThreadPool 創建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執行。

newSingleThreadExecutor 創建一個單線程化的線程池，它只會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。

(1)newCachedThreadPool：

創建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。示例代碼如下：

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);

}

});

}

線程池為無限大，當執行第二個任務時第一個任務已經完成，會復用執行第一個任務的線程，而不用每次新建線程。

(2)newFixedThreadPool：

創建一個定長線程池，可控制線程最大并發數，超出的線程會在隊列中等待。示例代碼如下：

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();

}

}

});

}

因為線程池大小為3，每個任務輸出index后sleep 2秒，所以每兩秒打印3個數字。

定長線程池的大小最好根據系統資源進行設置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()?？蓞⒖糚reloadDataCache。

(3)newScheduledThreadPool：

創建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執行。延遲執行示例代碼如下：

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);

scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println("delay 3 seconds");

}

}, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延遲3秒執行。

定期執行示例代碼如下：

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");

}

}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延遲1秒后每3秒執行一次。

ScheduledExecutorService比Timer更安全，功能更強大

(4)newSingleThreadExecutor：

創建一個單線程化的線程池，它只會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。示例代碼如下：

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();

}

}

});

}

結果依次輸出，相當于順序執行各個任務。

現行大多數GUI程序都是單線程的。Android中單線程可用于數據庫操作，文件操作，應用批量安裝，應用批量刪除等不適合并發但可能IO阻塞性及影響UI線程響應的操作。

線程池的作用：

線程池作用就是限制系統中執行線程的數量。

根 據系統的環境情況，可以自動或手動設置線程數量，達到運行的最佳效果；少了浪費了系統資源，多了造成系統擁擠效率不高。用線程池控制線程數量，其他線程排 隊等候。一個任務執行完畢，再從隊列的中取最前面的任務開始執行。若隊列中沒有等待進程，線程池的這一資源處于等待。當一個新任務需要運行時，如果線程池 中有等待的工作線程，就可以開始運行了；否則進入等待隊列。

為什么要用線程池:

1.減少了創建和銷毀線程的次數，每個工作線程都可以被重復利用，可執行多個任務。

2.可以根據系統的承受能力，調整線程池中工作線線程的數目，防止因為消耗過多的內存，而把服務器累趴下(每個線程需要大約1MB內存，線程開的越多，消耗的內存也就越大，最后死機)。

Java里面線程池的頂級接口是Executor，但是嚴格意義上講Executor并不是一個線程池，而只是一個執行線程的工具。真正的線程池接口是ExecutorService。

比較重要的幾個類：

ExecutorService： 真正的線程池接口。

ScheduledExecutorService： 能和Timer/TimerTask類似，解決那些需要任務重復執行的問題。

ThreadPoolExecutor： ExecutorService的默認實現。

ScheduledThreadPoolExecutor： 繼承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口實現，周期性任務調度的類實現。

要配置一個線程池是比較復雜的，尤其是對于線程池的原理不是很清楚的情況下，很有可能配置的線程池不是較優的，因此在Executors類里面提供了一些靜態工廠，生成一些常用的線程池。

1.newSingleThreadExecutor

創建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作，也就是相當于單線程串行執行所有任務。如果這個唯一的線程因為異常結束，那么會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行。

2.newFixedThreadPool

創建固定大小的線程池。每次提交一個任務就創建一個線程，直到線程達到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變，如果某個線程因為執行異常而結束，那么線程池會補充一個新線程。

3.newCachedThreadPool

創建一個可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務所需要的線程，

那么就會回收部分空閑（60秒不執行任務）的線程，當任務數增加時，此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務。此線程池不會對線程池大小做限制，線程池大小完全依賴于操作系統（或者說JVM）能夠創建的最大線程大小。

4.newScheduledThreadPool

創建一個大小無限的線程池。此線程池支持定時以及周期性執行任務的需求。

實例代碼

一、固定大小的線程池，newFixedThreadPool：

package app.executors;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

/**

* Java線程：線程池

*

* @author xiho

*/

public class Test {

public static void main(String[] args) {

// 創建一個可重用固定線程數的線程池

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);

// 創建線程

Thread t1 = new MyThread();

Thread t2 = new MyThread();

Thread t3 = new MyThread();

Thread t4 = new MyThread();

Thread t5 = new MyThread();

// 將線程放入池中進行執行

pool.execute(t1);

pool.execute(t2);

pool.execute(t3);

pool.execute(t4);

pool.execute(t5);

// 關閉線程池

pool.shutdown();

}

}

class MyThread extends Thread {

@Override

public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在執行。。。");

}

}

輸出結果：

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-3正在執行。。。

pool-1-thread-4正在執行。。。

pool-1-thread-2正在執行。。。

pool-1-thread-5正在執行。。。

改變ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5)中的參數：ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)，輸出結果是：

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-2正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-2正在執行。。。

從以上結果可以看出，newFixedThreadPool的參數指定了可以運行的線程的最大數目，超過這個數目的線程加進去以后，不會運行。其次，加入線程池的線程屬于托管狀態，線程的運行不受加入順序的影響。

二、單任務線程池，newSingleThreadExecutor：

僅僅是把上述代碼中的ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)改為ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();

輸出結果：

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-1正在執行。。。

可以看出，每次調用execute方法，其實最后都是調用了thread-1的run方法。

三、可變尺寸的線程池，newCachedThreadPool：

與上面的類似，只是改動下pool的創建方式：ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

輸出結果：

pool-1-thread-1正在執行。。。

pool-1-thread-2正在執行。。。

pool-1-thread-4正在執行。。。

pool-1-thread-3正在執行。。。

pool-1-thread-5正在執行。。。

這種方式的特點是：可根據需要創建新線程的線程池，但是在以前構造的線程可用時將重用它們。

四、延遲連接池，newScheduledThreadPool：

public class TestScheduledThreadPoolExecutor {

public static void main(String[] args) {

ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);

exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段時間就觸發異常

@Override

publicvoid run() {

//throw new RuntimeException();

System.out.println("================");

}

}, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);

exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段時間打印系統時間，證明兩者是互不影響的

@Override

publicvoid run() {

System.out.println(System.nanoTime());

}

}, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);

}

}

輸出結果：

================

8384644549516

8386643829034

8388643830710

================

8390643851383

8392643879319

8400643939383

轉載地址：http://www.codeceo.com/article/java-4-threadpool.html

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