Java中的线程池——3种常用的ThreadPoolExecutor

最新推荐文章于 2025-07-04 07:30:00 发布

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分类专栏： Java核心技术并发技术 Java源码

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本文介绍了Java Executor框架下的三种常用线程池：FixedThreadPool创建固定线程数的池，核心和最大线程数相同，多余的线程会被立即停止，使用无界队列；SingleThreadExecutor只有一个工作线程，确保任务按提交顺序执行；CachedThreadPool可创建大量线程，超出核心线程会立即回收，适合短期异步任务。

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在Executor框架下，利用Executors的静态方法可以创建三种类型的常用线程池。他们可分别对应不同的应用场景，下面来看看这三个线程池。

1 FixedThreadPool

这个线程池可以创建固定线程数的线程池。它的构造源码如下：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }

FixedThreadPool的corePoolSize和maxiumPoolSize都被设置为创建FixedThreadPool时指定的参数nThreads。
0L则表示当线程池中的线程数量操作核心线程的数量时，多余的线程将被立即停止
最后一个参数表示FixedThreadPool使用了无界队列LinkedBlockingQueue作为线程池的做工队列，由于是无界的，当线程池的线程数达到corePoolSize后，新任务将在无界队列中等待，因此线程池的线程数量不会超过corePoolSize，同时maxiumPoolSize也就变成了一个无效的参数，并且运行中的线程池并不会拒绝任务。

FixedThreadPool运行图如下

2 SingleThreadExecutor

SingleThreadExecutor是使用单个worker线程的Executor。它的构造源码如下：

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }

SingleThreadExecutor的corePoolSize和maxiumPoolSize都被设置1。

其他参数均与FixedThreadPool相同，其运行图如下：

3 CachedThreadPool

CachedThreadPool是一个”无限“容量的线程池，它会根据需要创建新线程。下面是它的构造方法：

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

CachedThreadPool的corePoolSize被设置为0，即corePool为空；maximumPoolSize被设置为Integer.MAX_VALUE，即maximum是无界的。这里keepAliveTime设置为60秒，意味着空闲的线程最多可以等待任务60秒，否则将被回收。

CachedThreadPool使用没有容量的SynchronousQueue作为主线程池的工作队列，它是一个没有容量的阻塞队列。每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作。这意味着，如果主线程提交任务的速度高于线程池中处理任务的速度时，CachedThreadPool会不断创建新线程。极端情况下，CachedThreadPool会因为创建过多线程而耗尽CPU资源。其运行图如下：

1 首先执行SynchronousQueue.offer(Runnable task)。如果当前maximumPool中有空闲线程正在执行SynchronousQueue.poll(keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS),那么主线程执行的offer操作与空闲线程执行的poll操作配对成功，主线程把任务交给空闲线程执行，execute()方法执行成功，否则执行步骤2

2 当初始maximumPool为空，或者maxiumPool中当前没有空闲线程时，将没有线程执行SynchronousQueue.poll操作。这种情况下，线程池会创建一个新的线程执行任务。

3 当步骤2的线程执行完成后，将等待60秒，如果此时主线程提交了一个新任务，那么这个空闲线程将执行新任务，否则被回收。因此长时间不提交任务的CachedThreadPool不会占用系统资源。