详解Java线程池的使用(7种创建方法)
作者：Youcan.
这篇文章主要介绍了详解Java线程池的使用(7种创建方法),线程池的创建⽅式总共包含7种,其中6种是通过Executors创建的,1种是通过ThreadPoolExecutor创建的,今天我们就来详细说一下
线程池的创建⽅法总共有 7 种，但总体来说可分为 2 类：
1. 通过 ThreadPoolExecutor 创建的线程池；
2. 通过 Executors 创建的线程池。
线程池的创建⽅式总共包含以下 7 种（其中 6 种是通过 Executors 创建的， 1 种是通过 ThreadPoolExecutor 创建的）：
1. Executors.newFixedThreadPool：创建⼀个固定⼤⼩的线程池，可控制并发的线程数，超出的线程会在队列中等待；
2. Executors.newCachedThreadPool：创建⼀个可缓存的线程池，若线程数超过处理所需，缓存⼀段时间后会回收，若线程数不够，则新建线程；
3. Executors.newSingleThreadExecutor：创建单个线程数的线程池，它可以保证先进先出的执⾏顺序；
4. Executors.newScheduledThreadPool：创建⼀个可以执⾏延迟任务的线程池；
5. Executors.newSingleThreadScheduledExecutor：创建⼀个单线程的可以执⾏延迟任务的线程池；
6. Executors.newWorkStealingPool：创建⼀个抢占式执⾏的线程池（任务执⾏顺序不确定）【JDK1.8 添加】。
7. ThreadPoolExecutor：最原始的创建线程池的⽅式，它包含了 7 个参数可供设置，后⾯会详细讲。
1. 固定数量的线程池
public class ThreadPoolDemo3 {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
//添加任务方式 1
threadPool.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
});
//添加任务方式2
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
});
}
}
输出：
pool-1-thread-1
pool-1-thread-2a. 线程池返回结果
public class ThreadPoolDemo4 {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
//执行任务
Future<Integer> result = threadPool.submit(new Callable<Integer>() {
@Override
public Integer call() throws Exception {
int num = new Random().nextInt(10);
System.out.println("随机数" + num);
return num;
}
});
//打印线程池返回方式
System.out.println("返回结果：" + result.get());
}
}
输出
随机数8
返回结果：8使用submit可以执行有返回值的任务或者是无返回值的任务；而execute只能执行不带返回值的任务。
b. ⾃定义线程池名称或优先级
public class ThreadPoolDemo5 {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
// 创建线程工厂
ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactory() {
@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
//！！！！！！！一定要注意：要把任务Runnable设置给新创建的线程
Thread thread = new Thread(r);
//设置线程的命名规则
thread.setName("我的线程" + r.hashCode());
//设置线程的优先级
thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
return thread;
}
};
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2,threadFactory);
//执行任务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() + ", 随机数：" + num);
return num;
}
});
//打印线程池返回结果
System.out.println("返回结果：" + result.get());
}
}提供的功能：
1. 设置（线程池中）线程的命名规则。
2. 设置线程的优先级。
3. 设置线程分组。
4. 设置线程类型（用户线程、守护线程）。
2. 带缓存的线程池
public class ThreadPoolDemo6 {
public static void main(String[] args) {
//创建线程池
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
int finalI = i;
service.submit(() -> {
System.out.println("i : " + finalI + "|线程名称：" + Thread.currentThread().getName());
});
}
}
}
输出
i : 1|线程名称：pool-1-thread-2
i : 4|线程名称：pool-1-thread-5
i : 3|线程名称：pool-1-thread-4
i : 5|线程名称：pool-1-thread-6
i : 0|线程名称：pool-1-thread-1
i : 2|线程名称：pool-1-thread-3
i : 6|线程名称：pool-1-thread-7
i : 7|线程名称：pool-1-thread-8
i : 8|线程名称：pool-1-thread-9
i : 9|线程名称：pool-1-thread-1优点：线程池会根据任务数量创建线程池，并且在一定时间内可以重复使用这些线程，产生相应的线程池。
缺点：适用于短时间有大量任务的场景，它的缺点是可能会占用很多的资源。
3. 执⾏定时任务 a. 延迟执⾏(⼀次)
public class ThreadPoolDemo7 {
public static void main(String[] args) {
//创建线程池
ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(5);
System.out.println("添加任务的时间：" + LocalDateTime.now());
//执行定时任务（延迟3s执行）只执行一次
service.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("执行子任务：" + LocalDateTime.now());
}
},3, TimeUnit.SECONDS);
}
}
输出
添加任务的时间：2022-04-13T14:19:39.983
执行子任务：2022-04-13T14:19:42.987
b. 固定频率执⾏
public class ThreadPoolDemo8 {
public static void main(String[] args) {
//创建线程池
ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(5);
System.out.println("添加任务时间：" + LocalDateTime.now());
//2s之后开始执行定时任务，定时任务每隔4s执行一次
service.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("执行任务：" + LocalDateTime.now());
}
},2,4, TimeUnit.SECONDS);
}
}
输出
添加任务时间：2022-04-13T14:24:38.810
执行任务：2022-04-13T14:24:40.814
执行任务：2022-04-13T14:24:44.814
执行任务：2022-04-13T14:24:48.813
执行任务：2022-04-13T14:24:52.815
执行任务：2022-04-13T14:24:56.813
执行任务：2022-04-13T14:25:00.813
执行任务：2022-04-13T14:25:04.814
执行任务：2022-04-13T14:25:08.813
... ...
... ...
执行任务：2022-04-13T14:26:44.814
执行任务：2022-04-13T14:26:48.813
注意事项：
public class ThreadPoolDemo9 {
public static void main(String[] args) {
//创建线程池
ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(5);
System.out.println("添加任务时间：" + LocalDateTime.now());
service.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("执行任务： " + LocalDateTime.now());
try {
Thread.sleep(5 * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},2,4, TimeUnit.SECONDS);
}
}
输出
添加任务时间：2022-04-13T14:33:34.551
执行任务： 2022-04-13T14:33:36.556
执行任务： 2022-04-13T14:33:41.557
执行任务： 2022-04-13T14:33:46.559
执行任务： 2022-04-13T14:33:51.561
执行任务： 2022-04-13T14:33:56.562
执行任务： 2022-04-13T14:34:01.564
执行任务： 2022-04-13T14:34:06.566
执行任务： 2022-04-13T14:34:11.566
执行任务： 2022-04-13T14:34:16.567
执行任务： 2022-04-13T14:34:21.570
执行任务： 2022-04-13T14:34:26.570
... ....
c. scheduleAtFixedRate VS scheduleWithFixedDelay
scheduleAtFixedRate 是以上⼀次任务的开始时间，作为下次定时任务的参考时间的（参考时间+延迟任务=任务执⾏）。 scheduleWithFixedDelay 是以上⼀次任务的结束时间，作为下次定时任务的参考时间的。
public class ThreadPoolDemo10 {
public static void main(String[] args) {
//创建线程池
ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(5);
System.out.println("添加任务时间：" + LocalDateTime.now());
//2s之后开始执行定时任务，定时任务每隔4s执行一次
service.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("执行任务：" + LocalDateTime.now());
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, 2, 4, TimeUnit.SECONDS);
}
}
输出
添加任务时间：2022-04-13T14:46:02.871
执行任务：2022-04-13T14:46:04.876
执行任务：2022-04-13T14:46:09.878
执行任务：2022-04-13T14:46:14.880
执行任务：2022-04-13T14:46:19.883
执行任务：2022-04-13T14:46:24.885
执行任务：2022-04-13T14:46:29.888
执行任务：2022-04-13T14:46:34.888
执行任务：2022-04-13T14:46:39.891
执行任务：2022-04-13T14:46:44.893
执行任务：2022-04-13T14:46:49.895
执行任务：2022-04-13T14:46:54.897
执行任务：2022-04-13T14:46:59.900
执行任务：2022-04-13T14:47:04.901
... ...
4. 定时任务单线程
public class ThreadPoolDemo11 {
public static void main(String[] args) {
ScheduledExecutorService service = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
System.out.println("添加任务的时间:" + LocalDateTime.now());
service.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("执行时间：" + LocalDateTime.now());
}
},2, TimeUnit.SECONDS );
}
}
输出
添加任务的时间:2022-04-13T15:06:38.100
执行时间：2022-04-13T15:06:40.1065. 单线程线程池
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("线程名：" + Thread.currentThread().getName());
}
});
}
}
}
输出
线程名：pool-1-thread-1
线程名：pool-1-thread-1
线程名：pool-1-thread-1
线程名：pool-1-thread-1
线程名：pool-1-thread-1
线程名：pool-1-thread-1
线程名：pool-1-thread-1
线程名：pool-1-thread-1
线程名：pool-1-thread-1
线程名：pool-1-thread-1（MS） 为什么不直接用线程？
单线程的线程池又什么意义？
1. 复用线程。
2. 单线程的线程池提供了任务队列和拒绝策略（当任务队列满了之后（Integer.MAX_VALUE），新来的任务就会拒绝策略）
6. 根据当前CPU⽣成线程池
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("线程名" + Thread.currentThread().getName());
});
while(!service.isTerminated()) {
}
}
}
}
输出
线程名ForkJoinPool-1-worker-17. ThreadPoolExecutor
(1). Executors ⾃动创建线程池可能存在的问题
a. OOM 代码演示
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolDemo54 {
static class MyOOMClass {
// 1M 空间（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("任务：" + finalI);
}
});
}
}
}
执行结果：
b. 关于参数设置
-XX：标准设置，所有 HotSpot 都⽀持的参数。 -X：⾮标准设置，特定的 HotSpot 才⽀持的参数。 -D：程序参数设置，-D参数=value，程序中使⽤：System.getProperty("获取")。
mx 是 memory max 的简称
(2). ThreadPoolExecutor 使⽤
a. ThreadPoolExecutor 参数说明
b. 线程池执⾏流程
c. 执⾏流程验证
<MS>
线程池的重要执行节点：
1. 当任务来了之后，判断线程池中实际线程数是否小于核心线程数，如果小于就直接创建并执行任务。
2. 当实际线程数大于核心线程数（正式员工），他就会判断任务队列是否已满，如果未满就将任务存放队列即可。
3. 判断线程池的实际线程数是否大于最大线程数（正式员工 + 临时员工），如果小于最大线程数，直接创建线程执行任务；实际线程数已经等于最大线程数，则会直接执行拒绝策略。
d. 拒绝策略
（4种 JDK 提供的拒绝策略 + 1 种 自定义拒绝策略）
Java ⾃带的拒绝策略，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;
}
};
// 手动创建线程池
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() + "执行任务：" + finalI);
});
}
//终止线程
executor.shutdown();
}
}
输出
main执行任务：2
pool-1-thread-1执行任务：0
main执行任务：3
pool-1-thread-1执行任务：1⾃定义拒绝策略：
线程状态
shutdown 执⾏时线程池终⽌接收新任务，并且会将任务队列中的任务处理完； shutdownNow 执⾏时线程池终⽌接收新任务，并且会给终⽌执⾏任务队列中的任务。
1. RUNNING：这个没什么好说的，这是最正常的状态：接受新的任务，处理等待队列中的任务； SHUTDOWN：不接受新的任务提交，但是会继续处理等待队列中的任务； 2. STOP：不接受新的任务提交，不再处理等待队列中的任务，中断正在执⾏任务的线程；3. TIDYING：所有的任务都销毁了，workCount 为 0。线程池的状态在转换为 TIDYING 状态时，会执 ⾏钩⼦⽅法 terminated()；
4. TERMINATED：terminated() ⽅法结束后，线程池的状态就会变成这个。
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