java线程池好处、四种类型、创建、分析、合理分配

一、线程池的好处

• 降低资源消耗，通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的销毁；
• 提高响应速度，当任务到达时，任务可以不需要等待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，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一分配、调优和监控。

线程池的核心是走的ThreadPoolExecutor构造函数；

二、四种类型

Executor封装好了四种线程池类型：

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。
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。
3. newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
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。

三、创建

/**
     * 1.可缓存的线程池,可重复利用
     */
    @Test
    public void newCachedThreadPool() {
     
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
     
            int temp = i;
            executorService.execute(() -> System.out.println("name:" + Thread.currentThread().getName() + ",i:" + temp));
        }
    }

    /**
     * 2.限定长度的线程池
     */
    @Test
    public void newFixedThreadPool() {
     
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
     
            int temp = i;
            executorService.execute(() -> System.out.println("name:" + Thread.currentThread().getName() + ",i:" + temp));
        }
    }

    /**
     * 3.可定时执行线程，此线程需要在主线程中，不在主线程中会没有线程创建，因为没有别的线程等待
     */
    @Test
    public void newSingleThreadScheduledExecutor() {
     
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
     
            int temp = i;
            scheduledExecutorService.schedule(() -> System.out.println("name:" + Thread.currentThread().getName() + ",i:" + temp), 3, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }

    /**
     * 4.单线程,按顺序执行
     */
    @Test
    public void newSingleThreadExecutor() {
     
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
     
            int temp = i;
            executorService.execute(() -> System.out.println("name:" + Thread.currentThread().getName() + ",i:" + temp));
        }
        //停止线
        executorService.shutdown();
    }

四、分析原理

4.1创建缓存线程代码

4.2 创建固定长度线程池代码

其他两种线程池创建也很相同，最后都是调用ThreadPoolExecutor这个构造函数

  /**
     *  线程池创建核心方法
     * @param corePoolSize 核心池的大小。 当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到缓存队列当中
     * @param maximumPoolSize 线程池最大线程数，它表示在线程池中最多能创建多少个线程；
     * @param keepAliveTime 表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。
     * @param unit 参数keepAliveTime的时间单位，有7种取值，在TimeUnit类中有7种静态属性：
     * @param workQueue 需要执行的内容，也就是匿名表达“run”中执行的东西
     */
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
     
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
                Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }

核心线程池和最大线程池的区别：
核心线程池：线程池初始化的大小；
最大线程池：线程池最多多少。

在用户使用线程池时，核心线程池给定‘5’，如果核心线程池没满则执行线程任务；满的话进入线程缓存队列中；如果线程缓存队列满的话，进入最大线程池；最大线程池没满则创建线程执行线程任务；最大线程池满了则进入拒绝任务策略。

五、合理分配

CPU密集型： 持续的使用cpu不让cpu等待的类型，线程任务立刻就会响应回来；
IO密集型 需要cpu等待，比如操作数据库，有等待数据库返回的过程，线程任务会有阻塞的过程；
要想合理的配置线程池，就必须首先分析任务特性，可以从以下几个角度来进行分析：

1. 任务的性质：CPU密集型任务，IO密集型任务和混合型任务。
2. 任务的优先级：高，中和低。
3. 任务的执行时间：长，中和短。
4. 任务的依赖性：是否依赖其他系统资源，如数据库连接。

任务性质不同的任务可以用不同规模的线程池分开处理：

• CPU密集型任务配置尽可能少的线程数量，如配置Ncpu+1个线程的线程池。

• IO密集型任务则由于需要等待IO操作，线程并不是一直在执行任务，则配置尽可能多的线程，如2*Ncpu。

• 混合型的任务，如果可以拆分，则将其拆分成一个CPU密集型任务和一个IO密集型任务，只要这两个任务执行的时间相差不是太大，那么分解后执行的吞吐率要高于串行执行的吞吐率，如果这两个任务执行时间相差太大，则没必要进行分解。

• 可以通过Runtime.getRuntime().availableProcessors()方法获得当前设备的CPU个数。

• 优先级不同的任务可以使用优先级队列PriorityBlockingQueue来处理。它可以让优先级高的任务先得到执行，需要注意的是如果一直有优先级高的任务提交到队列里，那么优先级低的任务可能永远不能执行。

• 执行时间不同的任务可以交给不同规模的线程池来处理，或者也可以使用优先级队列，让执行时间短的任务先执行。

• 依赖数据库连接池的任务，因为线程提交SQL后需要等待数据库返回结果，如果等待的时间越长CPU空闲时间就越长，那么线程数应该设置越大，这样才能更好的利用CPU。