詳解Java線程池的使用(7種創(chuàng)建方法)

更新時(shí)間：2023年03月24日 11:08:11 作者：Youcan.

這篇文章主要介紹了詳解Java線程池的使用(7種創(chuàng)建方法),線程池的創(chuàng)建?式總共包含7種,其中6種是通過(guò)Executors創(chuàng)建的,1種是通過(guò)ThreadPoolExecutor創(chuàng)建的,今天我們就來(lái)詳細(xì)說(shuō)一下

1. 固定數(shù)量的線程池

public class ThreadPoolDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
        //添加任務(wù)方式 1
        threadPool.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        });
 
        //添加任務(wù)方式2
        threadPool.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        });
    }
}
輸出：
pool-1-thread-1
pool-1-thread-2

a. 線程池返回結(jié)果

public class ThreadPoolDemo4 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService threadPool =  Executors.newFixedThreadPool(2);
        //執(zhí)行任務(wù)
        Future<Integer> result = threadPool.submit(new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                int num = new Random().nextInt(10);
                System.out.println("隨機(jī)數(shù)" + num);
                return num;
            }
        });
 
        //打印線程池返回方式
        System.out.println("返回結(jié)果：" + result.get());
    }
}
輸出
隨機(jī)數(shù)8
返回結(jié)果：8

使用submit可以執(zhí)行有返回值的任務(wù)或者是無(wú)返回值的任務(wù)；而execute只能執(zhí)行不帶返回值的任務(wù)。

b. ?定義線程池名稱或優(yōu)先級(jí)

public class ThreadPoolDemo5 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
         // 創(chuàng)建線程工廠
        ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactory() {
            @Override
            public Thread newThread(Runnable r) {
                //?。。。。。。∫欢ㄒ⒁猓阂讶蝿?wù)Runnable設(shè)置給新創(chuàng)建的線程
                Thread thread = new Thread(r);
                //設(shè)置線程的命名規(guī)則
                thread.setName("我的線程" + r.hashCode());
                //設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)
                thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
                return thread;
            }
        };
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2,threadFactory);
        //執(zhí)行任務(wù)1
        Future<Integer> result = threadPool.submit(new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                int num = new Random().nextInt(10);
                System.out.println(Thread.currentThread().getPriority() + ", 隨機(jī)數(shù)：" + num);
                return num;
            }
        });
        //打印線程池返回結(jié)果
        System.out.println("返回結(jié)果：" + result.get());
    }
}

提供的功能：

1. 設(shè)置（線程池中）線程的命名規(guī)則。

2. 設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)。

3. 設(shè)置線程分組。

4. 設(shè)置線程類型（用戶線程、守護(hù)線程）。

2. 帶緩存的線程池

public class ThreadPoolDemo6 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建線程池
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int finalI = i;
            service.submit(() -> {
                System.out.println("i : " + finalI + "|線程名稱：" + Thread.currentThread().getName());
            });
        }
    }
}
輸出
i : 1|線程名稱：pool-1-thread-2
i : 4|線程名稱：pool-1-thread-5
i : 3|線程名稱：pool-1-thread-4
i : 5|線程名稱：pool-1-thread-6
i : 0|線程名稱：pool-1-thread-1
i : 2|線程名稱：pool-1-thread-3
i : 6|線程名稱：pool-1-thread-7
i : 7|線程名稱：pool-1-thread-8
i : 8|線程名稱：pool-1-thread-9
i : 9|線程名稱：pool-1-thread-1

優(yōu)點(diǎn)：線程池會(huì)根據(jù)任務(wù)數(shù)量創(chuàng)建線程池，并且在一定時(shí)間內(nèi)可以重復(fù)使用這些線程，產(chǎn)生相應(yīng)的線程池。

缺點(diǎn)：適用于短時(shí)間有大量任務(wù)的場(chǎng)景，它的缺點(diǎn)是可能會(huì)占用很多的資源。

3. 執(zhí)?定時(shí)任務(wù) a. 延遲執(zhí)?(?次)

public class ThreadPoolDemo7 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建線程池
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        System.out.println("添加任務(wù)的時(shí)間：" + LocalDateTime.now());
        //執(zhí)行定時(shí)任務(wù)（延遲3s執(zhí)行）只執(zhí)行一次
        service.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("執(zhí)行子任務(wù)：" + LocalDateTime.now());
            }
        },3, TimeUnit.SECONDS);
    }
}
輸出
添加任務(wù)的時(shí)間：2022-04-13T14:19:39.983
執(zhí)行子任務(wù)：2022-04-13T14:19:42.987

b. 固定頻率執(zhí)?

public class ThreadPoolDemo8 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建線程池
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        System.out.println("添加任務(wù)時(shí)間：" + LocalDateTime.now());
        //2s之后開(kāi)始執(zhí)行定時(shí)任務(wù)，定時(shí)任務(wù)每隔4s執(zhí)行一次
        service.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("執(zhí)行任務(wù)：" + LocalDateTime.now());
            }
        },2,4, TimeUnit.SECONDS);
    }
}
輸出
添加任務(wù)時(shí)間：2022-04-13T14:24:38.810
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:24:40.814
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:24:44.814
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:24:48.813
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:24:52.815
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:24:56.813
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:25:00.813
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:25:04.814
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:25:08.813
... ...
... ...
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:26:44.814
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:26:48.813

注意事項(xiàng)：

public class ThreadPoolDemo9 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建線程池
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        System.out.println("添加任務(wù)時(shí)間：" + LocalDateTime.now());
        service.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("執(zhí)行任務(wù)： " + LocalDateTime.now());
                try {
                    Thread.sleep(5 * 1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },2,4, TimeUnit.SECONDS);
    }
}
輸出
添加任務(wù)時(shí)間：2022-04-13T14:33:34.551
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:33:36.556
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:33:41.557
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:33:46.559
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:33:51.561
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:33:56.562
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:34:01.564
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:34:06.566
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:34:11.566
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:34:16.567
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:34:21.570
執(zhí)行任務(wù)： 2022-04-13T14:34:26.570
... ....

c. scheduleAtFixedRate VS scheduleWithFixedDelay

scheduleAtFixedRate 是以上?次任務(wù)的開(kāi)始時(shí)間，作為下次定時(shí)任務(wù)的參考時(shí)間的（參考時(shí)間+延遲任務(wù)=任務(wù)執(zhí)?）。 scheduleWithFixedDelay 是以上?次任務(wù)的結(jié)束時(shí)間，作為下次定時(shí)任務(wù)的參考時(shí)間的。

public class ThreadPoolDemo10 {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建線程池
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        System.out.println("添加任務(wù)時(shí)間：" + LocalDateTime.now());
        //2s之后開(kāi)始執(zhí)行定時(shí)任務(wù)，定時(shí)任務(wù)每隔4s執(zhí)行一次
        service.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("執(zhí)行任務(wù)：" + LocalDateTime.now());
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, 2, 4, TimeUnit.SECONDS);
    }
}
輸出
添加任務(wù)時(shí)間：2022-04-13T14:46:02.871
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:04.876
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:09.878
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:14.880
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:19.883
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:24.885
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:29.888
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:34.888
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:39.891
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:44.893
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:49.895
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:54.897
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:46:59.900
執(zhí)行任務(wù)：2022-04-13T14:47:04.901
... ...

4. 定時(shí)任務(wù)單線程

public class ThreadPoolDemo11 {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService service = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        System.out.println("添加任務(wù)的時(shí)間:" + LocalDateTime.now());
        service.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("執(zhí)行時(shí)間：" + LocalDateTime.now());
            }
        },2, TimeUnit.SECONDS );
    }
}
輸出
添加任務(wù)的時(shí)間:2022-04-13T15:06:38.100
執(zhí)行時(shí)間：2022-04-13T15:06:40.106

5. 單線程線程池

public class ThreadPoolDemo12 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            service.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("線程名：" + Thread.currentThread().getName());
                }
            });
        }
    }
}
輸出
線程名：pool-1-thread-1
線程名：pool-1-thread-1
線程名：pool-1-thread-1
線程名：pool-1-thread-1
線程名：pool-1-thread-1
線程名：pool-1-thread-1
線程名：pool-1-thread-1
線程名：pool-1-thread-1
線程名：pool-1-thread-1
線程名：pool-1-thread-1

（MS）為什么不直接用線程？

單線程的線程池又什么意義？

1. 復(fù)用線程。

2. 單線程的線程池提供了任務(wù)隊(duì)列和拒絕策略（當(dāng)任務(wù)隊(duì)列滿了之后（Integer.MAX_VALUE），新來(lái)的任務(wù)就會(huì)拒絕策略）

6. 根據(jù)當(dāng)前CPU?成線程池

public class ThreadPoolDemo13 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = Executors.newWorkStealingPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            service.submit(() -> {
                System.out.println("線程名" + Thread.currentThread().getName());
            });
            
            while(!service.isTerminated()) {
            }
        }
    }
}
輸出
線程名ForkJoinPool-1-worker-1

7. ThreadPoolExecutor

(1). Executors ?動(dòng)創(chuàng)建線程池可能存在的問(wèn)題

a. OOM 代碼演示

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
 
public class ThreadPoolDemo54 {
    static class MyOOMClass {
        // 1M 空間（M KB Byte）
        private byte[] bytes = new byte[1 * 1024 * 1024];
   }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread.sleep(15 * 1000);
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        Object[] objects = new Object[15];
        for (int i = 0; i < 15; i++) {
            final int finalI = i;
            service.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(finalI * 200);
                   } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                   }
                    MyOOMClass myOOMClass = new MyOOMClass();
                    objects[finalI] = myOOMClass;
                    System.out.println("任務(wù)：" + finalI);
               }
           });
       }
   }
}

執(zhí)行結(jié)果：

b. 關(guān)于參數(shù)設(shè)置

-XX：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，所有 HotSpot 都?持的參數(shù)。 -X：?標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，特定的 HotSpot 才?持的參數(shù)。 -D：程序參數(shù)設(shè)置，-D參數(shù)=value，程序中使?：System.getProperty("獲取")。

mx 是 memory max 的簡(jiǎn)稱

(2). ThreadPoolExecutor 使?

a. ThreadPoolExecutor 參數(shù)說(shuō)明

b. 線程池執(zhí)?流程

c. 執(zhí)?流程驗(yàn)證

<MS>

線程池的重要執(zhí)行節(jié)點(diǎn)：

1. 當(dāng)任務(wù)來(lái)了之后，判斷線程池中實(shí)際線程數(shù)是否小于核心線程數(shù)，如果小于就直接創(chuàng)建并執(zhí)行任務(wù)。

2. 當(dāng)實(shí)際線程數(shù)大于核心線程數(shù)（正式員工），他就會(huì)判斷任務(wù)隊(duì)列是否已滿，如果未滿就將任務(wù)存放隊(duì)列即可。

3. 判斷線程池的實(shí)際線程數(shù)是否大于最大線程數(shù)（正式員工 + 臨時(shí)員工），如果小于最大線程數(shù)，直接創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)；實(shí)際線程數(shù)已經(jīng)等于最大線程數(shù)，則會(huì)直接執(zhí)行拒絕策略。

d. 拒絕策略

（4種 JDK 提供的拒絕策略 + 1 種自定義拒絕策略）

Java ?帶的拒絕策略，CallerRunsPolicy：

public class ThreadPoolDemo14 {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadFactory factory = new ThreadFactory() {
            @Override
            public Thread newThread(Runnable r) {
                Thread thread = new Thread(r);
                return thread;
            }
        };
        // 手動(dòng)創(chuàng)建線程池
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 1, 100, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(1), new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int finalI = i;
            executor.submit(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執(zhí)行任務(wù)：" + finalI);
            });
        }
        //終止線程
        executor.shutdown();
    }
}
輸出
main執(zhí)行任務(wù)：2
pool-1-thread-1執(zhí)行任務(wù)：0
main執(zhí)行任務(wù)：3
pool-1-thread-1執(zhí)行任務(wù)：1

?定義拒絕策略：

線程狀態(tài)

shutdown 執(zhí)?時(shí)線程池終?接收新任務(wù)，并且會(huì)將任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)處理完； shutdownNow 執(zhí)?時(shí)線程池終?接收新任務(wù)，并且會(huì)給終?執(zhí)?任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)。

1. RUNNING：這個(gè)沒(méi)什么好說(shuō)的，這是最正常的狀態(tài)：接受新的任務(wù)，處理等待隊(duì)列中的任務(wù)； SHUTDOWN：不接受新的任務(wù)提交，但是會(huì)繼續(xù)處理等待隊(duì)列中的任務(wù)； 2. STOP：不接受新的任務(wù)提交，不再處理等待隊(duì)列中的任務(wù)，中斷正在執(zhí)?任務(wù)的線程；
3. TIDYING：所有的任務(wù)都銷(xiāo)毀了，workCount 為 0。線程池的狀態(tài)在轉(zhuǎn)換為 TIDYING 狀態(tài)時(shí)，會(huì)執(zhí) ?鉤??法 terminated()；

4. TERMINATED：terminated() ?法結(jié)束后，線程池的狀態(tài)就會(huì)變成這個(gè)。

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