[TOC] # 常用的几种线程池 各线程池适应场景总结 1. 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 2. newCachedThreadPool：用来创建一个可以无限扩大的回收型线程池，适用于服务器负载较轻，执行很多短期异步任务 3. 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 4. 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 5. newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的，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 6. newSingleThreadScheduledExecutor：创建一个单线程的，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，同时可以延时启动，定时启动的线程池 ## newCachedThreadPool ### 分析 CachedThreadPool是一个**”无限“容量的线程池**，它会根据需要创建新线程。特点是可以根据需要来创建新的线程执行任务，没有特定的corePool。下面是它的构造方法 ~~~ public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); } ~~~ CachedThreadPool的corePoolSize被设置为0，即corePool为空；maximumPoolSize被设置为Integer.MAX_VALUE，即maximum是无界的。这里keepAliveTime设置为60秒，意味着空闲的线程最多可以等待任务60秒，否则将被回收。 CachedThreadPool使用没有容量的SynchronousQueue作为主线程池的工作队列，它是一个没有容量的阻塞队列。每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作。这意味着，如果主线程提交任务的速度高于线程池中处理任务的速度时，CachedThreadPool会不断创建新线程。极端情况下，CachedThreadPool会因为创建过多线程而耗尽CPU资源。其运行图如下：  执行过程如下： 1. 首先执行SynchronousQueue.offer(Runnable task)。如果在当前的线程池中有空闲的线程正在执行SynchronousQueue.poll()，那么主线程执行的offer操作与空闲线程执行的poll操作配对成功，主线程把任务交给空闲线程执行. execute()方法执行成功，否则执行步骤2 2. 当线程池为空(初始maximumPool为空)或没有空闲线程时，配对失败，将没有线程执行SynchronousQueue.poll操作。这种情况下，线程池会创建一个新的线程执行任务。 3. 在创建完新的线程以后，将会执行poll操作。当步骤2的线程执行完成后，将等待60秒，如果此时主线程提交了一个新任务，那么这个空闲线程将执行新任务，否则被回收。因此长时间不提交任务的CachedThreadPool不会占用系统资源。 SynchronousQueue是一个不存储元素阻塞队列，每次要进行offer操作时必须等待poll操作，否则不能继续添加元素。 ### 代码实现 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。示例代码如下： ~~~ //无限容量的线程池 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); } }); } //关闭线程池 cachedThreadPool.shutdown(); ~~~ 这种类型的线程池特点是： * 工作线程的创建数量几乎没有限制(其实也有限制的,数目为Interger. MAX_VALUE), 这样可灵活的往线程池中添加线程。 * 如果长时间没有往线程池中提交任务，即如果工作线程空闲了指定的时间(默认为1分钟)，则该工作线程将自动终止。终止后，如果你又提交了新的任务，则线程池重新创建一个工作线程。 * 在使用CachedThreadPool时，一定要注意控制任务的数量，否则，由于大量线程同时运行，很有会造成系统瘫痪。 ## newFixedThreadPool ### 分析 这个线程池可以创建固定线程数的线程池。特点就是可以**重用固定数量线程**的线程池。它的构造源码如下： ~~~ public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); } ~~~ * FixedThreadPool的corePoolSize和maxiumPoolSize都被设置为创建FixedThreadPool时指定的参数nThreads。 * 0L则表示当线程池中的线程数量操作核心线程的数量时，多余的线程将被立即停止 * 最后一个参数表示FixedThreadPool使用了无界队列LinkedBlockingQueue作为线程池的做工队列，由于是无界的，当线程池的线程数达到corePoolSize后，新任务将在无界队列中等待，因此线程池的线程数量不会超过corePoolSize，同时maxiumPoolSize也就变成了一个无效的参数，并且运行中的线程池并不会拒绝任务 FixedThreadPool运行图如下  执行过程如下： 1. 如果当前工作中的线程数量少于corePool的数量，就创建新的线程来执行任务。 2. 当线程池的工作中的线程数量达到了corePool，则将任务加入LinkedBlockingQueue。 3. 线程执行完1中的任务后会从队列中去任务。 注意LinkedBlockingQueue是无界队列，所以可以一直添加新任务到线程池 ### 代码实现 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。示例代码如下： ~~~ //创建重用固定数量线程的线程池 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(); } } }); } //关闭线程池 fixedThreadPool.shutdown(); ~~~ 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cpu个数 ~~~ int cpuNums =Runtime.getRuntime().availableProcessors(); ~~~ ## newSingleThreadExecutor ### 分析 SingleThreadExecutor是使用单个worker线程的Executor。特点是使用单个工作线程执行任务。它的构造源码如下： ~~~ public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); } ~~~ SingleThreadExecutor的corePoolSize和maxiumPoolSize都被设置1。 其他参数均与FixedThreadPool相同，其运行图如下  执行过程如下： 1. 如果当前工作中的线程数量少于corePool的数量，就创建一个新的线程来执行任务。 2. 当线程池的工作中的线程数量达到了corePool，则将任务加入LinkedBlockingQueue。 3. 线程执行完1中的任务后会从队列中去任务。 注意：由于在线程池中只有一个工作线程，所以任务可以按照添加顺序执行。 ### 代码实现 创建一个单线程化的Executor，即只创建唯一的工作者线程来执行任务，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。如果这个线程异常结束，会有另一个取代它，保证顺序执行。单工作线程最大的特点是可保证顺序地执行各个任务，并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。 ~~~ //单个worker线程的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(); } } }); } //关闭线程池 singleThreadExecutor.shutdown(); ~~~ ## newScheduleThreadPool ### 代码实现 创建一个定长的线程池，而且支持定时的以及周期性的任务执行，支持定时及周期性任务执行。 延迟3秒执行，延迟执行示例代码如下： ~~~ ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(5); scheduledExecutorService.schedule(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("delay 3 seconds"); } }, 3, TimeUnit.SECONDS); ~~~ 表示延迟1秒后每3秒执行一次，定期执行示例代码如下： ~~~ 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 : 只有一个线程，用来调度执行将来的任务，代码：`Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()` ## newWorkStealingPool （ java 8 ） 创建一个拥有多个任务队列（以便减少连接数）的线程池，parallelism 参数 可选设置并行级别，默认有 Runtime.getRuntime().availableProcessors() 个线程同时执行