线程池

最新推荐文章于 2025-03-15 16:39:01 发布

wuzhenwei0419

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分类专栏：面试

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本文深入探讨了线程池的原理，包括其体系结构、特点及如何通过控制线程数量提升系统性能。介绍了四种常见线程池的创建方式：固定大小线程池、缓存线程池、单个线程池和定时线程池，并提供了示例代码。

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线程池

线程池：提供了一个线程队列，队列中保存着所有等待状态的线程。避免了创建与销毁额外开销，提高了响应的速度
线程池的工作主要是控制运行的线程的数量，处理过程中将任务放入队列，然后再线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了最大数量，超出数量的线程排队等候，等其他线程执行完毕，再从队列中去除任务来执行。

特点

他的主要特点为：线程复用，控制最大并发数，管理线程

降低资源消耗。通过重复利用以创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程可以进行统一的分配，调优和监控。

线程池的体系结构

java.util.concurrent.Executor : 负责线程的使用与调度的根接口

 |--**ExecutorService 子接口: 线程池的主要接口

 	|--ThreadPoolExecutor 线程池的实现类

 	|--ScheduledExecutorService 子接口：负责线程的调度

 		|--ScheduledThreadPoolExecutor ：继承 ThreadPoolExecutor， 实现 ScheduledExecutorService

工具类 : Executors

ExecutorService.newFixedThreadPool()

创建固定大小的线程池。

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

主要特点如下：

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。
newFixedThreadPool创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize是相等的，它使用的是LinkedBlockingQueue阻塞队列.

ExecutorService newCachedThreadPool()

缓存线程池，线程池的数量不固定，可以根据需求自动的更改数量。

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

主要特点如下：

创建一个可缓存的线程池，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。
newCachedThreadPool创建的线程池corePoolSize设置为0，maximumPoolSize设置为Integer.MAX_VALUE，它使用的是SynchronousQueue同步阻塞队列，也就是说来了任务就创建线程运行，当线程空闲超过60秒，就销毁线程。

ExecutorService newSingleThreadExecutor()

创建单个线程池。线程池中只有一个线程,底层代码是调用了LinkedBlockingQueue阻塞队列

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

主要特点如下

创建一个单线程的线程池，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执行。
ewFixedThreadPool创建的线程池corePoolSize和maximumPoolSize都设置为1，它使用的是LinkedBlockingQueue阻塞队列。

ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool()

创建固定大小的线程，可以延迟或定时的执行任务。 DelayedWorkQueue是ScheduledThreadPoolExecutor中的一个静态类，功能类似DelayQueue（使用优先级队列实现的延迟无界阻塞队列）

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
    }

示例代码

public class ThreadPoolExcutorDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); //一池5个处理线程
        //ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor(); //一池一处理线程
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();   //一池N处理线程


       try{
           for (int i = 0; i < 10; i++) {
               threadPool.execute(() -> {
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName());
               });

               TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1);
           }
       }catch (Exception e){
           e.printStackTrace();
       }finally {
           threadPool.shutdown();
       }

    }

}