创建线程的方式以及Executors的四种线程池

本文介绍了四种创建线程的方法:继承Thread类、实现Runnable接口、实现Callable接口和通过Executors创建线程池。并详细对比了Runnable和Callable的区别,以及线程池的不同类型及其应用场景。

创建线程有几种方式?
面试常问的问题,一般回答3种方式,及格;如果你能具体的说4种,那你就满分了,第四种是通过Executors创建线程池。

先来说说创建线程的3种方式:

一、继承Thread类

public class ExtendsThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        Log.e("ExtendsThread >>> ", "thread running");
    }
}
public class MainActivity {

	public static void main(String[] args) {
		ExtendsThread thread = new ExtendsThread();
		thread.start();
	}
}

输出结果:

E/ExtendsThread >>>: thread running

二、实现Runnable接口

public class RunnableImp implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        Log.e("RunnableImp >>> ", "runnable running");
    }
}
public class MainActivity {

	public static void main(String[] args) {
		RunnableImp runnableImp = new RunnableImp();
        new Thread(runnableImp).start();
	}
}

输出结果:

E/RunnableImp >>>: runnable running

三、实现Callable接口

public class CallableImp implements Callable<String> {

    @Override
    public String call() throws Exception {
        Thread.sleep(3000);
        Log.e("CallableImp >>> ", "Callable running");
        return "I`m CallableImp";
    }
}
public class MainActivity {

	public static void main(String[] args) {
		// 3、实现Callable接口
        try {
            CallableImp callableImp = new CallableImp();
            FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(callableImp);
            new Thread(futureTask).start();
            // 如果CallableImp中任务未执行完,get()方法会阻塞
            Log.e("CallableImp 返回结果 >>> ", futureTask.get());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
	}
}

输出结果:

E/CallableImp >>>: Callable running
E/CallableImp 返回结果 >>>: I`m CallableImp

Runnable和Callable区别:
Runnable:
1、run方法没有返回值;
2、可以作为Thread的目标对象;
3、run方法不能抛出异常;

Callable:
1、call方法有返回值,通过FutureTask.get()方法获取,如果调用get方法时call方法没有执行完,get方法会阻塞;
2、不能作为Thread的目标对象,RunnableFuture才可以,因为RunnableFuture是一个继承了Runnable和Future的接口,FutureTask是RunnableFuture的一个实现类,一般用FutureTask结合Callable使用;
3、call方法可以抛出异常;

四、Executors创建线程池

1、CachedThreadPool
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。

private void cachedThreadPool() {
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("CachedThreadPool >> running " + index + ", Thread = " + Thread.currentThread().toString());
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }

打印结果:

CachedThreadPool >> running 0, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
CachedThreadPool >> running 1, Thread = Thread[pool-1-thread-2,5,main]
CachedThreadPool >> running 2, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
CachedThreadPool >> running 3, Thread = Thread[pool-1-thread-4,5,main]
CachedThreadPool >> running 4, Thread = Thread[pool-1-thread-5,5,main]
CachedThreadPool >> running 5, Thread = Thread[pool-1-thread-6,5,main]
CachedThreadPool >> running 6, Thread = Thread[pool-1-thread-7,5,main]
CachedThreadPool >> running 7, Thread = Thread[pool-1-thread-8,5,main]
CachedThreadPool >> running 8, Thread = Thread[pool-1-thread-9,5,main]
CachedThreadPool >> running 9, Thread = Thread[pool-1-thread-10,5,main]

每次执行的Thread信息都不一样,说明每执行一次都创建了一个新的线程。

2、FixedThreadPool
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。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。

private void fixedThreadPool() {
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int index = i;
            fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("FixedThreadPool >> running " + index + ", Thread = " + Thread.currentThread().toString());
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }

打印结果:

FixedThreadPool >> running 0, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
FixedThreadPool >> running 1, Thread = Thread[pool-1-thread-2,5,main]
FixedThreadPool >> running 2, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
FixedThreadPool >> running 3, Thread = Thread[pool-1-thread-4,5,main]
FixedThreadPool >> running 4, Thread = Thread[pool-1-thread-5,5,main]
FixedThreadPool >> running 5, Thread = Thread[pool-1-thread-4,5,main]
FixedThreadPool >> running 6, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
FixedThreadPool >> running 9, Thread = Thread[pool-1-thread-2,5,main]
FixedThreadPool >> running 8, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
FixedThreadPool >> running 7, Thread = Thread[pool-1-thread-5,5,main]

从执行的Thread的信息发现不规律,但是根据线程ID发现只有5个线程,也就是说哪个线程空闲哪个线程去执行任务。

3、SingleThreadExecutor
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。

private void singleThread() {
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            final int index = i;
            singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("SingleThreadExecutor >> running " + index + ", Thread = " + Thread.currentThread().toString());
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }

打印结果:

SingleThreadExecutor >> running 0, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
SingleThreadExecutor >> running 1, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
SingleThreadExecutor >> running 2, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
SingleThreadExecutor >> running 3, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
SingleThreadExecutor >> running 4, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
SingleThreadExecutor >> running 5, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
SingleThreadExecutor >> running 6, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
SingleThreadExecutor >> running 7, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
SingleThreadExecutor >> running 8, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
SingleThreadExecutor >> running 9, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]

从执行的Thread信息发现ID都是同一个,此线程池中只有一个线程,任务是按顺序执行的。

4、ScheduleThreadPool
创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。

它有4个可调用方法:

// 1、延迟执行一个Runnable接口的实现
public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit);

// 2、延迟执行一个Callable接口的实现
public <V> ScheduledFuture<V> schedule(Callable<V> callable, long delay, TimeUnit unit);

// 3、延迟之后以固定频率执行一个Runnable接口的实现
public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit);

// 4、延迟之后开始执行一个Runnable接口的实现,之后的每次任务都是在前一个任务结束后延迟delay再执行
public ScheduledFuture<?> scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit);

/*
3和4的区别:
3是不考虑每个任务的耗时,4要考虑每个任务的耗时,画一个时间轴来理解:

比如 scheduleAtFixedRate(runnable, 1000, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS)
和	scheduleWithFixedDelay(runnable, 1000, 1000, scheduleWithFixedDelay)
假如每个任务耗时1秒,两者执行的时间轴(每个_代表1秒,|表示执行任务):
3: _|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|...
4: _|_ _|_ _|_ _|_ _|_ _|_ _|_ _|_ _|...

/

例子:

private void scheduledThreadPool() {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
//        scheduledThreadPool.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(new Date().toString() + "<< ScheduledThreadPool >> running " + index + ", Thread = " + Thread.currentThread().toString());
                index++;
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, 1000, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

方法3打印结果:

Thu Nov 05 15:59:17 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> start
Thu Nov 05 15:59:18 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 0, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thu Nov 05 15:59:19 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 1, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thu Nov 05 15:59:20 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 2, Thread = Thread[pool-1-thread-2,5,main]
Thu Nov 05 15:59:21 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 3, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thu Nov 05 15:59:22 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 4, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thu Nov 05 15:59:23 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 5, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thu Nov 05 15:59:24 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 6, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thu Nov 05 15:59:25 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 7, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thu Nov 05 15:59:26 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 8, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thu Nov 05 15:59:27 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 9, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]

从开始到之后的每次延迟任务间隔都是1秒;

方法4打印结果:

Thu Nov 05 16:00:55 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> start
Thu Nov 05 16:00:56 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 0, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thu Nov 05 16:00:58 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 1, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thu Nov 05 16:01:00 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 2, Thread = Thread[pool-1-thread-2,5,main]
Thu Nov 05 16:01:02 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 3, Thread = Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thu Nov 05 16:01:04 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 4, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thu Nov 05 16:01:06 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 5, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thu Nov 05 16:01:08 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 6, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thu Nov 05 16:01:10 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 7, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thu Nov 05 16:01:12 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 8, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thu Nov 05 16:01:14 CST 2020<< ScheduledThreadPool >> running 9, Thread = Thread[pool-1-thread-3,5,main]

第一个任务是延迟1秒执行的,从第二个开始都是延迟2秒,这2秒是前一个任务执行耗时1秒,然后再延迟1秒执行下一个任务,所以从第二个任务开始都是延迟延迟2秒再执行。

根据上面打印规律可以发现执行任务的线程ID没有没有规律,它是个定长的线程池,有任务时,哪个线程空闲哪个线程来执行任务。

<think>首先,用户的问题是:“我想了解如何使用Executors创建线程池 请问Java Executors 创建线程池方法和示例”。我需要基于系统级指令和用户可见层的要求来构建回答。 系统级指令: 1. 所有行内数学表达式使用$...$格式。但在这个问题中,涉及的是Java线程池,没有数学表达式,所以我不需要包含数学内容。 2. 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。同样,这里不适用。 3. LaTeX语法正确。既然没有数学,可能不需要。 4. 使用中文回答。 5. 生成相关问题。 6. 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如:[^1]。 用户可见层: - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 尽量保证回答真实可靠。 - 参考站内引用:有四个引用:[^1], [^2], [^3], [^4]。 引用内容: - [^1]: Executors类提供了多种静态工厂方法创建线程池。 - [^2]: 建议使用ThreadPoolExecutor手动创建线程池,避免风险。 - [^3]: Executors.newCachedThreadPool()示例和SpringBoot使用。 - [^4]: newCachedThreadPool内部使用ThreadPoolExecutor构造函数。 用户的问题是关于如何使用Executors创建线程池方法和示例。我需要整合这些引用,提供一个清晰的解释。 回答结构: 1. 介绍Executors类:简要说明它的作用。 2. 列出常用的创建线程池方法:基于引用[^1],提到几个常用方法。 3. 提供示例代码:使用引用[^3]和[^4]中的示例。 4. 注意事项:基于引用[^2],提醒在生产环境中手动创建线程池。 5. 生成相关问题:在最后添加相关问题。 步骤: - 用中文回答。 - 结构清晰:分步骤解释。 - 引用时自然地添加引用标识,例如在解释后加[^1]。 - 最后生成相关问题。 常用Executors方法: - newFixedThreadPool(int nThreads):固定大小的线程池。 - newCachedThreadPool():可缓存线程池线程数可伸缩。 - newSingleThreadExecutor():单线程池。 - newScheduledThreadPool(int corePoolSize):支持定时和周期性任务。 示例代码: - 从引用[^3]中,newCachedThreadPool的示例。 - 从引用[^4]中,newCachedThreadPool的内部实现。 注意事项: - 引用[^2]建议使用ThreadPoolExecutor手动配置。 完整回答: 1. 介绍Executors类。 2. 解释常见方法。 3. 提供代码示例。 4. 讨论优缺点和最佳实践。 5. 生成相关问题。 相关问题生成: - 基于主题,如:线程池的参数配置、常见问题、最佳实践等。 最终输出: - 回答部分。 - §§相关问题§§部分。</think>### Java Executors 创建线程池方法和示例 在 Java 中,`java.util.concurrent.Executors` 类提供了便捷的静态工厂方法创建不同类型的线程池,简化了线程池的初始化过程。这些方法基于 `ThreadPoolExecutor` 实现,适用于快速开发测试场景。以下我将逐步介绍常用方法、示例代码和注意事项,确保回答真实可靠。 #### 1. **常用线程池创建方法** `Executors` 类提供了四种核心方法,每种对应不同的线程池策略: - **newFixedThreadPool(int nThreads)**:创建固定大小的线程池线程数不变。适用于负载稳定的任务,避免资源浪费[^1]。 - **newCachedThreadPool()**:创建可缓存线程池线程数根据任务动态伸缩(空闲线程60秒后回收)。适合短时任务,但可能因线程过多导致内存溢出[^3]。 - **newSingleThreadExecutor()**:创建线程池,保证任务顺序执行。适用于需要严格串行化的场景[^1]。 - **newScheduledThreadPool(int corePoolSize)**:创建定时任务线程池,支持延迟或周期性执行。常用于定时调度任务[^1]。 #### 2. **示例代码** 以下示例展示如何使用 `Executors` 创建线程池并提交任务。代码基于 Java 标准库,确保可运行性。 ```java import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class ThreadPoolExample { public static void main(String[] args) { // 示例1: 创建固定线程池 (固定大小) ExecutorService fixedPool = Executors.newFixedThreadPool(3); // 3个线程 for (int i = 0; i < 5; i++) { fixedPool.submit(() -> { System.out.println("FixedPool任务执行: " + Thread.currentThread().getName()); }); } fixedPool.shutdown(); // 关闭线程池 // 示例2: 创建可缓存线程池 (动态伸缩) ExecutorService cachedPool = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 10; i++) { cachedPool.submit(() -> { try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100); // 模拟短任务 System.out.println("CachedPool任务执行: " + Thread.currentThread().getName()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); } cachedPool.shutdown(); } } ``` **代码说明**: - **newFixedThreadPool**:提交5个任务到3线程池,多余任务排队等待。 - **newCachedThreadPool**:提交10个短任务,线程池自动创建或复用线程(内部通过 `ThreadPoolExecutor` 实现,核心参数为 `0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()`)[^4]。 - 所有线程池使用后需调用 `shutdown()` 释放资源。 #### 3. **注意事项和最佳实践** - **优点**:`Executors` 方法简单快捷,适合原型开发或测试环境[^1]。 - **缺点**:默认参数可能导致问题,例如 `newCachedThreadPool` 的线程数上限为 `Integer.MAX_VALUE`,在高负载下易引发内存溢出[^2]。 - **生产环境建议**:优先使用 `ThreadPoolExecutor` 手动配置参数(如核心线程数、队列类型),以优化性能和稳定性[^2]。例如: ```java // 手动创建线程池,替代Executors.newFixedThreadPool ExecutorService customPool = new ThreadPoolExecutor( 4, // 核心线程数 10, // 最大线程数 60L, TimeUnit.SECONDS, // 空闲超时 new LinkedBlockingQueue<>() // 任务队列 ); ``` - **框架集成**:在 Spring Boot 中,可直接注入 `Executors` 创建线程池,但需结合 `@Async` 注解管理生命周期[^3]。 #### 4. **总结** `Executors` 类简化了线程池创建,但需根据场景选择方法:固定大小池用于稳定负载,缓存池用于短任务。生产环境中,手动配置 `ThreadPoolExecutor` 更可靠[^2][^4]。始终在任务完成后调用 `shutdown()` 避免资源泄漏。
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