java四种线程池的使用

参考:https://blog.csdn.net/w05980598/article/details/79425071

参考:https://blog.csdn.net/achuo/article/details/80623893

一、四种线程池 

Java通过Executors提供四种线程池，分别为： 

1、newSingleThreadExecutor 

创建一个单线程化的线程池，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。

2、newFixedThreadPool 

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。

3、newScheduledThreadPool 

创建一个可定期或者延时执行任务的定长线程池，支持定时及周期性任务执行。 

4、newCachedThreadPoo 

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。 

二、使用场景详解

newCachedThreadPool：

• 底层：返回ThreadPoolExecutor实例，corePoolSize为0；maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE；keepAliveTime为60L；unit为TimeUnit.SECONDS；workQueue为SynchronousQueue(同步队列)
• 通俗：当有新任务到来，则插入到SynchronousQueue中，由于SynchronousQueue是同步队列，因此会在池中寻找可用线程来执行，若有可以线程则执行，若没有可用线程则创建一个线程来执行该任务；若池中线程空闲时间超过指定大小，则该线程会被销毁。
• 适用：执行很多短期异步的小程序或者负载较轻的服务器

• /**
       * 1.创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程<br>
       * 2.当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务<br>
       * 3.此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小<br>
       * 
       */
      public static void cacheThreadPool() {
          ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
          for (int i = 1; i <= 10; i++) {
              final int ii = i;
              try {
                  Thread.sleep(ii * 1);
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
  
              cachedThreadPool.execute(()->out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + "，执行" + ii));
          }
  
      }
  -----output------
  线程名称：pool-1-thread-1，执行1
  线程名称：pool-1-thread-1，执行2
  线程名称：pool-1-thread-1，执行3
  线程名称：pool-1-thread-1，执行4
  线程名称：pool-1-thread-1，执行5
  线程名称：pool-1-thread-1，执行6
  线程名称：pool-1-thread-1，执行7
  线程名称：pool-1-thread-1，执行8
  线程名称：pool-1-thread-1，执行9
  线程名称：pool-1-thread-1，执行10

newFixedThreadPool：

• 底层：返回ThreadPoolExecutor实例，接收参数为所设定线程数量nThread，corePoolSize为nThread，maximumPoolSize为nThread；keepAliveTime为0L(不限时)；unit为：TimeUnit.MILLISECONDS；WorkQueue为：new LinkedBlockingQueue<Runnable>() 无界阻塞队列
• 通俗：创建可容纳固定数量线程的池子，每隔线程的存活时间是无限的，当池子满了就不在添加线程了；如果池中的所有线程均在繁忙状态，对于新任务会进入阻塞队列中(无界的阻塞队列)
• 适用：执行长期的任务，性能好很多

•    /**
       * 1.创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小<br>
       * 2.线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程<br>
       * 3.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，和线程名称<br>
       */
      public static void fixTheadPoolTest() {
          ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
          for (int i = 0; i < 10; i++) {
              final int ii = i;
              fixedThreadPool.execute(() -> {
                  out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + "，执行" + ii);
                  try {
                      Thread.sleep(2000);
                  } catch (InterruptedException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
              });
          }
      }
  ------output-------
  线程名称：pool-1-thread-3，执行2
  线程名称：pool-1-thread-1，执行0
  线程名称：pool-1-thread-2，执行3
  线程名称：pool-1-thread-3，执行4
  线程名称：pool-1-thread-1，执行5
  线程名称：pool-1-thread-2，执行6
  线程名称：pool-1-thread-3，执行7
  线程名称：pool-1-thread-1，执行8
  线程名称：pool-1-thread-3，执行9

newSingleThreadExecutor:

• 底层：FinalizableDelegatedExecutorService包装的ThreadPoolExecutor实例，corePoolSize为1；maximumPoolSize为1；keepAliveTime为0L；unit为：TimeUnit.MILLISECONDS；workQueue为：new LinkedBlockingQueue<Runnable>() 无解阻塞队列
• 通俗：创建只有一个线程的线程池，且线程的存活时间是无限的；当该线程正繁忙时，对于新任务会进入阻塞队列中(无界的阻塞队列)
• 适用：一个任务一个任务执行的场景

• 　　/** 
       *创建一个单线程化的线程池，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
       */
      public static void singleTheadPoolTest() {
          ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
          for (int i = 0; i < 10; i++) {
              final int ii = i;
              pool.execute(() -> out.println(Thread.currentThread().getName() + "=>" + ii));
          }
      }
  
  -----output-------

   线程名称：pool-1-thread-1，执行0
   线程名称：pool-1-thread-1，执行1
   线程名称：pool-1-thread-1，执行2
   线程名称：pool-1-thread-1，执行3
   线程名称：pool-1-thread-1，执行4
   线程名称：pool-1-thread-1，执行5
   线程名称：pool-1-thread-1，执行6
   线程名称：pool-1-thread-1，执行7
   线程名称：pool-1-thread-1，执行8
   线程名称：pool-1-thread-1，执行9

NewScheduledThreadPool:

• 底层：创建ScheduledThreadPoolExecutor实例，corePoolSize为传递来的参数，maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE；keepAliveTime为0；unit为：TimeUnit.NANOSECONDS；workQueue为：new DelayedWorkQueue() 一个按超时时间升序排序的队列
• 通俗：创建一个固定大小的线程池，线程池内线程存活时间无限制，线程池可以支持定时及周期性任务执行，如果所有线程均处于繁忙状态，对于新任务会进入DelayedWorkQueue队列中，这是一种按照超时时间排序的队列结构
• 适用：周期性执行任务的场景

• /**
       * 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。延迟执行
       */
      public static void sceduleThreadPool() {
          ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
          Runnable r1 = () -> out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + "，执行:3秒后执行");
          scheduledThreadPool.schedule(r1, 3, TimeUnit.SECONDS);
          Runnable r2 = () -> out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + "，执行:延迟2秒后每3秒执行一次");
          scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(r2, 2, 3, TimeUnit.SECONDS);
          Runnable r3 = () -> out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + "，执行:普通任务");
          for (int i = 0; i < 5; i++) {
              scheduledThreadPool.execute(r3);
          }
      }
  ----output------
  线程名称：pool-1-thread-1，执行:普通任务
  线程名称：pool-1-thread-5，执行:普通任务
  线程名称：pool-1-thread-4，执行:普通任务
  线程名称：pool-1-thread-3，执行:普通任务
  线程名称：pool-1-thread-2，执行:普通任务
  线程名称：pool-1-thread-1，执行:延迟2秒后每3秒执行一次
  线程名称：pool-1-thread-5，执行:3秒后执行
  线程名称：pool-1-thread-4，执行:延迟2秒后每3秒执行一次
  线程名称：pool-1-thread-4，执行:延迟2秒后每3秒执行一次
  线程名称：pool-1-thread-4，执行:延迟2秒后每3秒执行一次
  线程名称：pool-1-thread-4，执行:延迟2秒后每3秒执行一次

三、线程池任务执行流程：

1. 当线程池小于corePoolSize时，新提交任务将创建一个新线程执行任务，即使此时线程池中存在空闲线程。
2. 当线程池达到corePoolSize时，新提交任务将被放入workQueue中，等待线程池中任务调度执行
3. 当workQueue已满，且maximumPoolSize>corePoolSize时，新提交任务会创建新线程执行任务
4. 当提交任务数超过maximumPoolSize时，新提交任务由RejectedExecutionHandler处理
5. 当线程池中超过corePoolSize线程，空闲时间达到keepAliveTime时，关闭空闲线程
6. 当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时，线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭

四、备注：

　　一般如果线程池任务队列采用LinkedBlockingQueue队列的话，那么不会拒绝任何任务（因为队列大小没有限制），这种情况下，ThreadPoolExecutor最多仅会按照最小线程数来创建线程，也就是说线程池大小被忽略了。如果线程池任务队列采用

ArrayBlockingQueue队列的话，那么ThreadPoolExecutor将会采取一个非常负责的算法，比如假定线程池的最小线程数为4，最大为8所用的ArrayBlockingQueue最大为10。随着任务到达并被放到队列中，线程池中最多运行4个线程（即最小线程数）。

即使队列完全填满，也就是说有10个处于等待状态的任务，ThreadPoolExecutor也只会利用4个线程。如果队列已满，而又有新任务进来，此时才会启动一个新线程，这里不会因为队列已满而拒接该任务，相反会启动一个新线程。新线程会运行队列中的

第一个任务，为新来的任务腾出空间。这个算法背后的理念是：该池大部分时间仅使用核心线程（4个），即使有适量的任务在队列中等待运行。这时线程池就可以用作节流阀。如果挤压的请求变得非常多，这时该池就会尝试运行更多的线程来清理；

这时第二个节流阀—最大线程数就起作用了。