[TOC] # 常用的幾種線程池 各線程池適應場景總結 1. newFixedThreadPool：創建一個固定大小的線程池，因為采用無界的阻塞隊列，所以實際線程數量永遠不會變化，適用于可以預測線程數量的業務中，或者服務器負載較重，對當前線程數量進行限制 2. newCachedThreadPool：用來創建一個可以無限擴大的回收型線程池，適用于服務器負載較輕，執行很多短期異步任務 3. newWorkStealingPool：創建一個擁有多個任務隊列的線程池，可以減少連接數，創建當前可用cpu數量的線程來并行執行，適用于大耗時的操作，可以并行來執行 4. newScheduledThreadPool：可以延時啟動，定時啟動的線程池，適用于需要多個后臺線程執行周期任務的場景 5. newSingleThreadExecutor：創建一個單線程的，適用于需要保證順序執行各個任務，并且在任意時間點，不會有多個線程是活動的場景 6. newSingleThreadScheduledExecutor：創建一個單線程的，適用于需要保證順序執行各個任務，并且在任意時間點，不會有多個線程是活動的場景，同時可以延時啟動，定時啟動的線程池 ## newCachedThreadPool ### 分析 CachedThreadPool是一個**”無限“容量的線程池**，它會根據需要創建新線程。特點是可以根據需要來創建新的線程執行任務，沒有特定的corePool。下面是它的構造方法 ~~~ public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); } ~~~ CachedThreadPool的corePoolSize被設置為0，即corePool為空；maximumPoolSize被設置為Integer.MAX_VALUE，即maximum是無界的。這里keepAliveTime設置為60秒，意味著空閑的線程最多可以等待任務60秒，否則將被回收。 CachedThreadPool使用沒有容量的SynchronousQueue作為主線程池的工作隊列，它是一個沒有容量的阻塞隊列。每個插入操作必須等待另一個線程的對應移除操作。這意味著，如果主線程提交任務的速度高于線程池中處理任務的速度時，CachedThreadPool會不斷創建新線程。極端情況下，CachedThreadPool會因為創建過多線程而耗盡CPU資源。其運行圖如下：  執行過程如下： 1. 首先執行SynchronousQueue.offer(Runnable task)。如果在當前的線程池中有空閑的線程正在執行SynchronousQueue.poll()，那么主線程執行的offer操作與空閑線程執行的poll操作配對成功，主線程把任務交給空閑線程執行. execute()方法執行成功，否則執行步驟2 2. 當線程池為空(初始maximumPool為空)或沒有空閑線程時，配對失敗，將沒有線程執行SynchronousQueue.poll操作。這種情況下，線程池會創建一個新的線程執行任務。 3. 在創建完新的線程以后，將會執行poll操作。當步驟2的線程執行完成后，將等待60秒，如果此時主線程提交了一個新任務，那么這個空閑線程將執行新任務，否則被回收。因此長時間不提交任務的CachedThreadPool不會占用系統資源。 SynchronousQueue是一個不存儲元素阻塞隊列，每次要進行offer操作時必須等待poll操作，否則不能繼續添加元素。 ### 代碼實現 創建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。示例代碼如下： ~~~ //無限容量的線程池 ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i=0; i<10; i++) { final int index = 1; try{ Thread.sleep(index*1000); }catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } cachedThreadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(index); } }); } //關閉線程池 cachedThreadPool.shutdown(); ~~~ 這種類型的線程池特點是： * 工作線程的創建數量幾乎沒有限制(其實也有限制的,數目為Interger. MAX_VALUE), 這樣可靈活的往線程池中添加線程。 * 如果長時間沒有往線程池中提交任務，即如果工作線程空閑了指定的時間(默認為1分鐘)，則該工作線程將自動終止。終止后，如果你又提交了新的任務，則線程池重新創建一個工作線程。 * 在使用CachedThreadPool時，一定要注意控制任務的數量，否則，由于大量線程同時運行，很有會造成系統癱瘓。 ## newFixedThreadPool ### 分析 這個線程池可以創建固定線程數的線程池。特點就是可以**重用固定數量線程**的線程池。它的構造源碼如下： ~~~ public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); } ~~~ * FixedThreadPool的corePoolSize和maxiumPoolSize都被設置為創建FixedThreadPool時指定的參數nThreads。 * 0L則表示當線程池中的線程數量操作核心線程的數量時，多余的線程將被立即停止 * 最后一個參數表示FixedThreadPool使用了無界隊列LinkedBlockingQueue作為線程池的做工隊列，由于是無界的，當線程池的線程數達到corePoolSize后，新任務將在無界隊列中等待，因此線程池的線程數量不會超過corePoolSize，同時maxiumPoolSize也就變成了一個無效的參數，并且運行中的線程池并不會拒絕任務 FixedThreadPool運行圖如下  執行過程如下： 1. 如果當前工作中的線程數量少于corePool的數量，就創建新的線程來執行任務。 2. 當線程池的工作中的線程數量達到了corePool，則將任務加入LinkedBlockingQueue。 3. 線程執行完1中的任務后會從隊列中去任務。 注意LinkedBlockingQueue是無界隊列，所以可以一直添加新任務到線程池 ### 代碼實現 創建一個定長線程池，可控制線程最大并發數，超出的線程會在隊列中等待。示例代碼如下： ~~~ //創建重用固定數量線程的線程池 ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); for (int i=0; i<10; i++) { final int index = i; fixedThreadPool.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { System.out.println(index); Thread.sleep(20000); }catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }); } //關閉線程池 fixedThreadPool.shutdown(); ~~~ 因為線程池大小為3，每個任務輸出index后sleep 2秒，所以每兩秒打印3個數字。 定長線程池的大小最好根據系統資源進行設置 如cpu個數 ~~~ int cpuNums =Runtime.getRuntime().availableProcessors(); ~~~ ## newSingleThreadExecutor ### 分析 SingleThreadExecutor是使用單個worker線程的Executor。特點是使用單個工作線程執行任務。它的構造源碼如下： ~~~ public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); } ~~~ SingleThreadExecutor的corePoolSize和maxiumPoolSize都被設置1。 其他參數均與FixedThreadPool相同，其運行圖如下  執行過程如下： 1. 如果當前工作中的線程數量少于corePool的數量，就創建一個新的線程來執行任務。 2. 當線程池的工作中的線程數量達到了corePool，則將任務加入LinkedBlockingQueue。 3. 線程執行完1中的任務后會從隊列中去任務。 注意：由于在線程池中只有一個工作線程，所以任務可以按照添加順序執行。 ### 代碼實現 創建一個單線程化的Executor，即只創建唯一的工作者線程來執行任務，它只會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。如果這個線程異常結束，會有另一個取代它，保證順序執行。單工作線程最大的特點是可保證順序地執行各個任務，并且在任意給定的時間不會有多個線程是活動的。 ~~~ //單個worker線程的Executor ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor(); for (int i=0; i<10; i++) { final int index = i; singleThreadExecutor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try{ System.out.println(index); Thread.sleep(2000); }catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }); } //關閉線程池 singleThreadExecutor.shutdown(); ~~~ ## newScheduleThreadPool ### 代碼實現 創建一個定長的線程池，而且支持定時的以及周期性的任務執行，支持定時及周期性任務執行。 延遲3秒執行，延遲執行示例代碼如下： ~~~ ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(5); scheduledExecutorService.schedule(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("delay 3 seconds"); } }, 3, TimeUnit.SECONDS); ~~~ 表示延遲1秒后每3秒執行一次，定期執行示例代碼如下： ~~~ ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(5); scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("delay 1 seconds,and excute every 3 seconds"); } }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS); ~~~ ## newSingleThreadScheduledExecutor Single Thread Scheduled Pool : 只有一個線程，用來調度執行將來的任務，代碼：`Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()` ## newWorkStealingPool （ java 8 ） 創建一個擁有多個任務隊列（以便減少連接數）的線程池，parallelism 參數 可選設置并行級別，默認有 Runtime.getRuntime().availableProcessors() 個線程同時執行