Java线程池

最新推荐文章于 2025-05-05 10:09:30 发布

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线程池概述

通俗的讲，线程池就是一个池子，里面全是线程。目的是对线程进行统一管理，对线程进行复用，对线程数量进行控制，避免过多的线程导致系统缓慢。和线程池紧密关联的是阻塞队列，当线程池中线程全部属于活跃状态时，新进来的请求就需要放在阻塞队列中进行排队等待空闲的线程。

Java中线程池的顶级接口Executor：

public interface Executor {

    /**
     * Executes the given command at some time in the future.  The command
     * may execute in a new thread, in a pooled thread, or in the calling
     * thread, at the discretion of the {@code Executor} implementation.
     *
     * @param command the runnable task
     * @throws RejectedExecutionException if this task cannot be
     * accepted for execution
     * @throws NullPointerException if command is null
     */
    void execute(Runnable command);
}

传入一个Runnable对象，并进行执行。

Executors

Java中Executors类提供了许多便捷的方式来创建线程池。

FixedThreadPool：固定线程池。每当提交一个任务就创建一个线程并放入线程池，直到线程池中线程到达最大值，线程池不再变化，线程除非发生了错误不会被回收。当线程池中线程全部处于活跃状态时，有新的获取线程请求，会将其放入LinkedBlockingQueue阻塞队列中，其中阻塞队列无限大。初始化方法如下。

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

CachedThreadPool：缓存线程池。如果请求线程池中有空闲线程就分配空闲线程，否则创建一个新的线程并放入线程池，线程池无上限（最大值为Integer最大值2147483647），当一个线程空闲时间超过60S就会被回收。初始化方法如下。

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

SingleThreadExecutor：单个线程的线程池。池中只有一个线程，可以用来执行一些有顺序要求的任务（串行执行），当池中县城发生错误时，会创建一个新的线程替代。初始化方法如下。

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

ScheduledThreadPool：定时任务线程池。创建一个固定长度线程池，并且可以以定时任务的方式运行任务。初始化方法如下。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
	return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

SingleThreadScheduledExecutor：SingleThreadExecutor+ScheduledThreadPool。

ThreadPoolExecutor

我们可以发现，虽然Executors的FixedThreadPool和CachedThreadPool方法返回的都是一个ExecutorService，但是实际上都是一个ThreadPoolExecutor，实际上我们在使用线程池的时候，更加的推荐使用ThreadPoolExecutor，而不是使用Executors，使用ThreadPoolExecutor更加的灵活，方便定制化自己所需要的线程池，也能让自己对线程池的使用更加的透明。

1.ThreadPoolExecutor的最完全构造方法。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {...}

corePoolSize：线程池中核心线程大小，默认情况下，如果线程池中的线程数量小于等于corePoolSize，则就算线程超过了keepAliveTime也不会被回收。当一个线程池很少被使用到时，可以使用ThreadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true)，来开启超时回收核心线程。

maximumPoolSize：线程池最大大小。

keepAliveTime：线程池中线程最大空闲时间（线程空闲时间达到这个值，会被回收），结合TimeUnit使用。

unit：keepAliveTime的时间单位。

workQueue：线程池的阻塞队列（线程池中线程全部处于活跃状态时，新的任务会进入阻塞队列），通常的实现有LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue等。

threadFactory：线程工厂，创建线程的工厂，比如我们想要线程池中的线程命名定制化，就需要自己实现一个ThreadFactory。给上一个简单的NamedThreadFactory实现。

import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class NamedThreadFactory implements ThreadFactory {

    private static final AtomicInteger TOTAL_THREAD_NUMBER = new AtomicInteger(1);
    private final AtomicInteger thisThreadNumber;
    private final String threadPrefix;

    public NamedThreadFactory() {
        this("pool-" + TOTAL_THREAD_NUMBER.getAndIncrement());
    }

    public NamedThreadFactory(String prefix) {
        this.thisThreadNumber = new AtomicInteger(1);
        this.threadPrefix = prefix + "-thread-";
    }

    @Override
    public Thread newThread(Runnable runnable) {
        String name = this.threadPrefix + this.thisThreadNumber.getAndIncrement();
        return new Thread(runnable, name);
    }

}

handler：饱和策略，决定了，当阻塞队列被任务堆满时，新进来的任务会被如何处置。ThreadPoolExecutor提供了四种RejectedExecutionHandler的实现。

ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：即caller runs，当阻塞队列满了的时候，其他线程调用execute()方法不再使用线程池，而是直接在主线程(调用线程)执行。
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：即abort，当阻塞队列满了的时候，直接抛出RejectedExecutionException异常，拒绝该任务。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：即discard，当阻塞队列满了的时候，舍弃新的任务（直接忽略新的execute()），与AbortPolicy不同的是不会抛出异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：即DiscardOldest，当阻塞队列满了的时候，舍弃阻塞队列中最早的任务，再将此任务放入队列。

如果上述几种策略不满足系统的需求，可以自己实现RejectedExecutionHandler接口创建自定义的策略。

2.ThreadPoolExecutor的构造后修改

ThreadPoolExecutor中除了BlockingQueue，其他的都可以通过setXXX方法，在ThreadPoolExecutor构造之后进行修改，如ThreadPoolExecutor.setCorePoolSize(int size);可以修改线程池核心线程大小。

3.关于SingleThreadExecutor

我们可以看到其实SingleThreadExecutor的创建中的FinalizableDelegatedExecutorService类中传入了new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

我们查看源码可以发现，FinalizableDelegatedExecutorService中是包装设计模式包装了ExecutorService，也就是说方法的最后执行者还是ThreadPoolExecutor，这一层包装的目的是不让这个线程池后期进行修改，因为我们上一节讲到ThreadPoolExecutor的构造中的参数都可以后期通过setXXX进行修改。

总的来说new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());和Executors.newSingleThreadExecutor的唯一区别就是，前者可以通过setXXX方式修改变成非单一线程的线程池，而后者无法进行修改。

关于ScheduledThreadPoolExecutor，暂时不进行介绍。上述内容参考《Java并发编程实战》，有兴趣的朋友可以去阅读一下这本书籍。