Java 四种线程池newCachedThreadPool,newFixedThreadPool,newScheduledThreadPool,newSingleThreadExecutor

时间  2019-11-22
标签 java 四种 线程 newcachedthreadpool newfixedthreadpool newscheduledthreadpool newsinglethreadexecutor 栏目 Java 繁體版
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介绍new Thread的弊端及Java四种线程池的使用，对Android一样适用。本文是基础篇，后面会分享下线程池一些高级功能。java

一、new Thread的弊端
执行一个异步任务你还只是以下new Thread吗？android

new Thread(new Runnable() {
 
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
}
}).start();

那你就out太多了，new Thread的弊端以下：算法

a. 每次new Thread新建对象性能差。
b. 线程缺少统一管理，可能无限制新建线程，相互之间竞争，及可能占用过多系统资源致使死机或oom。
c. 缺少更多功能，如定时执行、按期执行、线程中断。
相比new Thread，Java提供的四种线程池的好处在于：
a. 重用存在的线程，减小对象建立、消亡的开销，性能佳。
b. 可有效控制最大并发线程数，提升系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。
c. 提供定时执行、按期执行、单线程、并发数控制等功能。数据库

二、Java 线程池缓存

Java经过Executors提供四种线程池，分别为：
newCachedThreadPool建立一个可缓存线程池，若是线程池长度超过处理须要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
newFixedThreadPool 建立一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool 建立一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
newSingleThreadExecutor 建立一个单线程化的线程池，它只会用惟一的工做线程来执行任务，保证全部任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。安全

(1). newCachedThreadPool
建立一个可缓存线程池，若是线程池长度超过处理须要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。示例代码以下：性能优化

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
try {
Thread.sleep(index * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
 
cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
 
@Override
public void run() {
System.out.println(index);
}
});
}

线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。服务器

 (2). newFixedThreadPool
建立一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。示例代码以下：网络

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(2000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
});
}

由于线程池大小为3，每一个任务输出index后sleep 2秒，因此每两秒打印3个数字。并发

定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。

(3) newScheduledThreadPool
建立一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码以下：

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
 
@Override
public void run() {
System.out.println("delay 3 seconds");
}
}, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟3秒执行。

按期执行示例代码以下：

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
 
@Override
public void run() {
System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");
}
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟1秒后每3秒执行一次。

ScheduledExecutorService比Timer更安全，功能更强大，后面会有一篇单独进行对比。

(4)、newSingleThreadExecutor
建立一个单线程化的线程池，它只会用惟一的工做线程来执行任务，保证全部任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。示例代码以下：

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 (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
});
}

结果依次输出，至关于顺序执行各个任务。

现行大多数GUI程序都是单线程的。Android中单线程可用于数据库操做，文件操做，应用批量安装，应用批量删除等不适合并发但可能IO阻塞性及影响UI线程响应的操做。

线程池的做用：

线程池做用就是限制系统中执行线程的数量。
     根 据系统的环境状况，能够自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果；少了浪费了系统资源，多了形成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量，其余线程排 队等候。一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待进程，线程池的这一资源处于等待。当一个新任务须要运行时，若是线程池 中有等待的工做线程，就能够开始运行了；不然进入等待队列。

为何要用线程池:

1.减小了建立和销毁线程的次数，每一个工做线程均可以被重复利用，可执行多个任务。

2.能够根据系统的承受能力，调整线程池中工做线线程的数目，防止由于消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每一个线程须要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

Java里面线程池的顶级接口是Executor，可是严格意义上讲Executor并非一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。

比较重要的几个类：

ExecutorService

真正的线程池接口。

ScheduledExecutorService

能和Timer/TimerTask相似，解决那些须要任务重复执行的问题。

ThreadPoolExecutor

ExecutorService的默认实现。

ScheduledThreadPoolExecutor

继承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口实现，周期性任务调度的类实现。

要配置一个线程池是比较复杂的，尤为是对于线程池的原理不是很清楚的状况下，颇有可能配置的线程池不是较优的，所以在Executors类里面提供了一些静态工厂，生成一些经常使用的线程池。

1. newSingleThreadExecutor

建立一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工做，也就是至关于单线程串行执行全部任务。若是这个惟一的线程由于异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证全部任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

2.newFixedThreadPool

建立固定大小的线程池。每次提交一个任务就建立一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，若是某个线程由于执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。

3. newCachedThreadPool

建立一个可缓存的线程池。若是线程池的大小超过了处理任务所须要的线程，

那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增长时，此线程池又能够智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小作限制，线程池大小彻底依赖于操做系统（或者说JVM）可以建立的最大线程大小。

4.newScheduledThreadPool

建立一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

实例

1：newSingleThreadExecutor·

MyThread.java

public class MyThread extends Thread {

    @Override

    public void run() {

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行。。。");

    }

}

TestSingleThreadExecutor.java

public class TestSingleThreadExecutor {

    public static void main(String[] args) {

        //建立一个可重用固定线程数的线程池

        ExecutorService pool = Executors. newSingleThreadExecutor();

        //建立实现了Runnable接口对象，Thread对象固然也实现了Runnable接口

        Thread t1 = new MyThread();

        Thread t2 = new MyThread();

        Thread t3 = new MyThread();

        Thread t4 = new MyThread();

        Thread t5 = new MyThread();

        //将线程放入池中进行执行

        pool.execute(t1);

        pool.execute(t2);

        pool.execute(t3);

        pool.execute(t4);

        pool.execute(t5);

        //关闭线程池

        pool.shutdown();

    }

}

输出结果

pool-1-thread-1正在执行。。。

pool-1-thread-1正在执行。。。

pool-1-thread-1正在执行。。。

pool-1-thread-1正在执行。。。

pool-1-thread-1正在执行。。。

2：newFixedThreadPool

TestFixedThreadPool.Java

publicclass TestFixedThreadPool {

    publicstaticvoid main(String[] args) {

        //建立一个可重用固定线程数的线程池

        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);

        //建立实现了Runnable接口对象，Thread对象固然也实现了Runnable接口

        Thread t1 = new MyThread();

        Thread t2 = new MyThread();

        Thread t3 = new MyThread();

        Thread t4 = new MyThread();

        Thread t5 = new MyThread();

        //将线程放入池中进行执行

        pool.execute(t1);

        pool.execute(t2);

        pool.execute(t3);

        pool.execute(t4);

        pool.execute(t5);

        //关闭线程池

        pool.shutdown();

    }

}

输出结果

pool-1-thread-1正在执行。。。

pool-1-thread-2正在执行。。。

pool-1-thread-1正在执行。。。

pool-1-thread-2正在执行。。。

pool-1-thread-1正在执行。。。

3：newCachedThreadPool

TestCachedThreadPool.java

public class TestCachedThreadPool {

    public static void main(String[] args) {

        //建立一个可重用固定线程数的线程池

        ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

        //建立实现了Runnable接口对象，Thread对象固然也实现了Runnable接口

        Thread t1 = new MyThread();

        Thread t2 = new MyThread();

        Thread t3 = new MyThread();

        Thread t4 = new MyThread();

        Thread t5 = new MyThread();

        //将线程放入池中进行执行

        pool.execute(t1);

        pool.execute(t2);

        pool.execute(t3);

        pool.execute(t4);

        pool.execute(t5);

        //关闭线程池

        pool.shutdown();

    }

}

输出结果：

pool-1-thread-2正在执行。。。

pool-1-thread-4正在执行。。。

pool-1-thread-3正在执行。。。

pool-1-thread-1正在执行。。。

pool-1-thread-5正在执行。。。

4：newScheduledThreadPool

TestScheduledThreadPoolExecutor.java

public class TestScheduledThreadPoolExecutor {

    public static void main(String[] args) {

        ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);

        exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间就触发异常

                      @Override

                      publicvoid run() {

                           //throw new RuntimeException();

                           System.out.println("================");

                      }

                  }, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS);

        exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段时间打印系统时间，证实二者是互不影响的

                      @Override

                      publicvoid run() {

                           System.out.println(System.nanoTime());

                      }

                  }, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);

    }

}

输出结果

================

8384644549516

8386643829034

8388643830710

================

8390643851383

8392643879319

8400643939383
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