Java 四种线程池的使用

原文链接： https://www.cnblogs.com/goody9807/p/6515128.html

1，线程池的作用 
线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。 
根据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果。 
少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率不高。 
用线程池控制线程数量，其他线程排 队等候。 
一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。 
若队列中没有等待进程，线程池的这一资源处于等待。 
当一个新任务需要运行时，如果线程池 中有等待的工作线程，就可以开始运行了；否则进入等待队列。 
2，为什么要用线程池? 
1.减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。 
2.可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。 
Java里面线程池的顶级接口是Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。 
3，比较重要的几个类

类 
描述

ExecutorService 
真正的线程池接口。

ScheduledExecutorService 
能和Timer/TimerTask类似，解决那些需要任务重复执行的问题。

ThreadPoolExecutor 
ExecutorService的默认实现。

ScheduledThreadPoolExecutor 
继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现。

4，new Thread的弊端

public class TestNewThread {

    public static void main(String[] args) {

        new Thread(new Runnable() {


            @Override

            public void run() {

                System.out.println("start");

                }

            }).start();

        }

}

执行一个异步任务你还只是如下new Thread吗？ 
那你就out太多了，new Thread的弊端如下： 
1.每次new Thread新建对象性能差。 
2.线程缺乏统一管理，可能无限制新建线程，相互之间竞争，及可能占用过多系统资源导致死机或oom。 
3.缺乏更多功能，如定时执行、定期执行、线程中断。 
相比new Thread，Java提供的四种线程池的好处在于： 
1.重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。 
2.可有效控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。 
3.提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

JAVA4种线程池的使用

Java通过Executors提供四种线程池，分别为：
newCachedThreadPool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。
newFixedThreadPool 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。
newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
newSingleThreadExecutor 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。

(1) newCachedThreadPool
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。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程， 那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。

示例代码如下：

package test;  
import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  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() {  
    public void run() {  
     System.out.println(index);  
    }  
   });  
  }  
 }  
}  

线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。
 
(2) newFixedThreadPool
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。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。

示例代码如下：

 

package test;  
import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);  
  for (int i = 0; i < 10; i++) {  
   final int index = i;  
   fixedThreadPool.execute(new Runnable() {  
    public void run() {  
     try {  
      System.out.println(index);  
      Thread.sleep(2000);  
     } catch (InterruptedException e) {  
      e.printStackTrace();  
     }  
    }  
   });  
  }  
 }  
}  

因为线程池大小为3，每个任务输出index后sleep 2秒，所以每两秒打印3个数字。
定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()

 

(3)  newScheduledThreadPool
创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下：

package test;  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);  
  scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {  
   public void run() {  
    System.out.println("delay 3 seconds");  
   }  
  }, 3, TimeUnit.SECONDS);  
 }  
}  

表示延迟3秒执行。

定期执行示例代码如下：

package test;  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);  
  scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {  
   public void run() {  
    System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");  
   }  
  }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);  
 }  
}  

 
表示延迟1秒后每3秒执行一次。

 

(4) newSingleThreadExecutor
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。当要求进程限制时，可以进行使用。示例代码如下：

package test;  
import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
public class ThreadPoolExecutorTest {  
 public static void main(String[] args) {  
  ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();  
  for (int i = 0; i < 10; i++) {  
   final int index = i;  
   singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {  
    public void run() {  
     try {  
      System.out.println(index);  
      Thread.sleep(2000);  
     } catch (InterruptedException e) {  
      e.printStackTrace();  
     }  
    }  
   });  
  }  
 }  
}  

 
结果依次输出，相当于顺序执行各个任务。

五种线程池的适应场景 

newCachedThreadPool：用来创建一个可以无限扩大的线程池，适用于服务器负载较轻，执行很多短期异步任务。 
newFixedThreadPool：创建一个固定大小的线程池，因为采用无界的阻塞队列，所以实际线程数量永远不会变化，适用于可以预测线程数量的业务中，或者服务器负载较重，对当前线程数量进行限制。 
newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池，适用于需要保证顺序执行各个任务，并且在任意时间点，不会有多个线程是活动的场景。 
newScheduledThreadPool：可以延时启动，定时启动的线程池，适用于需要多个后台线程执行周期任务的场景。 
newWorkStealingPool：创建一个拥有多个任务队列的线程池，可以减少连接数，创建当前可用cpu数量的线程来并行执行，适用于大耗时的操作，可以并行来执行