一:前言

一個問題引出的學習筆記
并發類庫提供的線程池實現有哪些?
其實Executors已經為我們封裝好了 4 種常見的功能線程池，如下：

• 定長線程池（FixedThreadPool）
• 定時線程池（ScheduledThreadPool ）
• 可緩存線程池（CachedThreadPool）
• 單線程化線程池（SingleThreadExecutor）

那么接下來就復習一波線程和線程池

二:線程

1:關于線程的理解

• 自我理解:（這是在javaweb中的文件上傳部分 實際用到的線程 來幫助理解線程）
  一個線程就是一條執行路徑 ,實際例子當中 我們請求一個頁面如果需要很長的時間的話，這時候我們需要設置線程來執行 請求消息中的代碼,然后再寫一個代碼先顯示出請求等待的信息
• 官方解讀:
  線程，程序執行流的最小執行單位，是行程中的實際運作單位，經常容易和進程這個概念混淆。那么，線程和進程究竟有什么區別呢？首先，進程是一個動態的過程，是一個活動的實體。簡單來說，一個應用程序的運行就可以被看做是一個進程，而線程，是運行中的實際的任務執行者。可以說，進程中包含了多個可以同時運行的線程。

2:線程的聲明周期

線程的生命周期，線程的生命周期可以利用以下的圖解來更好的理解:

3:單線程和多線程

三:線程池

1：線程池從何處而來

• 在一個應用程序中，我們需要多次使用線程，也就意味著，我們需要多次創建并銷毀線程。而創建并銷毀線程的過程勢必會消耗內存。而在Java中，內存資源是及其寶貴的，所以，我們就提出了線程池的概念
  線程池：Java中開辟出了一種管理線程的概念，這個概念叫做線程池，從概念以及應用場景中，我們可以看出，線程池的好處，就是可以方便的管理線程，也可以減少內存的消耗。

2:線程池的好處

• (1) 降低資源消耗。 通過重復利用已創建的線程降低線程創建和銷毀造成的消耗。
• (2) 提高響應速度。當任務到達時，任務可以不需要等到線程創建就能立即執行。
• (3) 提高線程的可管理性。線程是稀缺資源，如果無限制的創建，不僅會消耗系統資源，還會降低系統的穩定性，使用線程池可以進行統一的分配，調優和監控。

3:如何實現線程池

那么，我們應該如何創建一個線程池那?Java中已經提供了創建線程池的一個類：Executor類,而我們創建時，一般使用它的子類：ThreadPoolExecutor.
線程池的真正實現類是 ThreadPoolExecutor，其構造方法有如下4種：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue) {this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler); }public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory) {this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,threadFactory, defaultHandler); }public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler) {this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,Executors.defaultThreadFactory(), handler); }public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) {if (corePoolSize < 0 ||maximumPoolSize <= 0 ||maximumPoolSize < corePoolSize ||keepAliveTime < 0)throw new IllegalArgumentException();if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)throw new NullPointerException();this.corePoolSize = corePoolSize;this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;this.workQueue = workQueue;this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);this.threadFactory = threadFactory;this.handler = handler; }

4:線程池的使用流程

// 創建線程池 ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,MAXIMUM_POOL_SIZE,KEEP_ALIVE,TimeUnit.SECONDS,sPoolWorkQueue,sThreadFactory); // 向線程池提交任務 threadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {... // 線程執行的任務} }); // 關閉線程池 threadPool.shutdown(); // 設置線程池的狀態為SHUTDOWN，然后中斷所有沒有正在執行任務的線程 threadPool.shutdownNow(); // 設置線程池的狀態為 STOP，然后嘗試停止所有的正在執行或暫停任務的線程，并返回等待執行任務的列表

5:線程池的工作原理

6:線程池的重要參數解讀

(1):任務隊列

(2):線程工廠（threadFactory）

線程工廠指定創建線程的方式，需要實現 ThreadFactory 接口，并實現 newThread(Runnable r) 方法。該參數可以不用指定，Executors 框架已經為我們實現了一個默認的線程工廠：

(3):拒絕策略（handler）

7:功能性線程池

嫌上面使用線程池的方法太麻煩？其實Executors已經為我們封裝好了 4 種常見的功能線程池，如下：

• 定長線程池（FixedThreadPool）
• 定時線程池（ScheduledThreadPool ）
• 可緩存線程池（CachedThreadPool）
• 單線程化線程池（SingleThreadExecutor）
• newWorkStealingPool

（1）: newFixedThreadPool (固定數量的線程池)

創建的源碼:

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); } public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),threadFactory); }

• 特點：只有核心線程，線程數量固定，執行完立即回收，任務隊列為鏈表結構的有界隊列。
• 應用場景：控制線程最大并發數。
• 使用實例：

// 1. 創建定長線程池對象 & 設置線程池線程數量固定為3 ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); // 2. 創建好Runnable類線程對象 & 需執行的任務 Runnable task =new Runnable(){public void run() {System.out.println("執行任務啦");} }; // 3. 向線程池提交任務 fixedThreadPool.execute(task);

(2): newWorkStealingPool

這個線程池的特性從名字就可以看出 Stealing，會竊取任務。
每個線程都有自己的雙端隊列，當自己隊列的任務處理完畢之后，會去別的線程的任務隊列尾部拿任務來執行，加快任務的執行速率。
至于 ForkJoin 的話，就是分而治之，把大任務分解成一個個小任務，然后分配執行之后再總和結果，

(3): newSingleThreadExecutor (單線程池)

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); } public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),threadFactory)); }

特點：只有 1 個核心線程，無非核心線程，執行完立即回收，任務隊列為鏈表結構的有界隊列。
應用場景：不適合并發但可能引起 IO 阻塞性及影響 UI 線程響應的操作，如數據庫操作、文件操作等。
使用實例:

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); } public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),threadFactory)); }

(4):newCachedThreadPool (可緩存的線程池)

創建方法的源碼：

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>()); } public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>(),threadFactory); }

特點：無核心線程，非核心線程數量無限，執行完閑置 60s 后回收，任務隊列為不存儲元素的阻塞隊列。
應用場景：執行大量、耗時少的任務。

所以它適合用在短時間內有大量短任務的場景。如果暫無可用線程，那么來個任務就會新啟一個線程去執行這個任務，快速響應任務。
但是如果任務的時間很長，那存在的線程就很多，上下文切換就很頻繁，切換的消耗就很明顯，并且存在太多線程在內存中，也有 OOM 的風險。
使用示例:

// 1. 創建可緩存線程池對象 ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool(); // 2. 創建好Runnable類線程對象 & 需執行的任務 Runnable task =new Runnable(){public void run() {System.out.println("執行任務啦");} }; // 3. 向線程池提交任務 cachedThreadPool.execute(task);

（5）： newScheduledThreadPool（定時線程池）

創建方法的源碼：private static final long DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS = 10L;public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize); } public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,new DelayedWorkQueue()); }public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory); } public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,ThreadFactory threadFactory) {super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,new DelayedWorkQueue(), threadFactory); }

特點：核心線程數量固定，非核心線程數量無限，執行完閑置 10ms 后回收，任務隊列為延時阻塞隊列。
應用場景：執行定時或周期性的任務。
使用示例:

/ 1. 創建 定時線程池對象 & 設置線程池線程數量固定為5 ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5); // 2. 創建好Runnable類線程對象 & 需執行的任務 Runnable task =new Runnable(){public void run() {System.out.println("執行任務啦");} }; // 3. 向線程池提交任務 scheduledThreadPool.schedule(task, 1, TimeUnit.SECONDS); // 延遲1s后執行任務 scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(task,10,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);// 延遲10ms后、每隔1000ms執行任務

參考自這篇博客

總結

以上是生活随笔為你收集整理的线程与线程池（一条龙详解）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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