Java 四種線程池newCachedThreadPool,newFixedThreadPool,newScheduledThreadPool,newSingleThreadExecutor
介紹new Thread的弊端及Java四種線程池的使用，對Android同樣適用。本文是基礎篇，后面會分享下線程池一些高級功能。
1、new Thread的弊端
執行一個異步任務你還只是如下new Thread嗎？
new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub } }).start();
那你就out太多了，new Thread的弊端如下：
a. 每次new Thread新建對象性能差。
b. 線程缺乏統一管理，可能無限制新建線程，相互之間競爭，及可能占用過多系統資源導致死機或oom。
c. 缺乏更多功能，如定時執行、定期執行、線程中斷。
相比new Thread，Java提供的四種線程池的好處在於：
a. 重用存在的線程，減少對象創建、消亡的開銷，性能佳。
b. 可有效控制最大並發線程數，提高系統資源的使用率，同時避免過多資源競爭，避免堵塞。
c. 提供定時執行、定期執行、單線程、並發數控制等功能。
2、Java 線程池
Java通過Executors提供四種線程池，分別為：
newCachedThreadPool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。
newFixedThreadPool 創建一個定長線程池，可控制線程最大並發數，超出的線程會在隊列中等待。
newScheduledThreadPool 創建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執行。
newSingleThreadExecutor 創建一個單線程化的線程池，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。
(1). newCachedThreadPool
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：
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); } }); }
線程池為無限大，當執行第二個任務時第一個任務已經完成，會復用執行第一個任務的線程，而不用每次新建線程。
(2). newFixedThreadPool
創建一個定長線程池，可控制線程最大並發數，超出的線程會在隊列中等待。示例代碼如下：
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(); } } }); }
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Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可參考PreloadDataCache。
(3) newScheduledThreadPool
創建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執行。延遲執行示例代碼如下：
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5); scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("delay 3 seconds"); } }, 3, TimeUnit.SECONDS);
表示延遲3秒執行。
定期執行示例代碼如下：
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds"); } }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
表示延遲1秒后每3秒執行一次。
ScheduledExecutorService比Timer更安全，功能更強大，后面會有一篇單獨進行對比。
(4)、newSingleThreadExecutor
創建一個單線程化的線程池，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。示例代碼如下：
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(); } } }); }
結果依次輸出，相當於順序執行各個任務。
現行大多數GUI程序都是單線程的。Android中單線程可用於數據庫操作，文件操作，應用批量安裝，應用批量刪除等不適合並發但可能IO阻塞性及影響UI線程響應的操作。
線程池的作用：
線程池作用就是限制系統中執行線程的數量。
根 據系統的環境情況，可以自動或手動設置線程數量，達到運行的最佳效果；少了浪費了系統資源，多了造成系統擁擠效率不高。用線程池控制線程數量，其他線程排 隊等候。一個任務執行完畢，再從隊列的中取最前面的任務開始執行。若隊列中沒有等待進程，線程池的這一資源處於等待。當一個新任務需要運行時，如果線程池 中有等待的工作線程，就可以開始運行了；否則進入等待隊列。
為什么要用線程池:
1.減少了創建和銷毀線程的次數，每個工作線程都可以被重復利用，可執行多個任務。
2.可以根據系統的承受能力，調整線程池中工作線線程的數目，防止因為消耗過多的內存，而把服務器累趴下(每個線程需要大約1MB內存，線程開的越多，消耗的內存也就越大，最后死機)。
Java里面線程池的頂級接口是Executor，但是嚴格意義上講Executor並不是一個線程池，而只是一個執行線程的工具。真正的線程池接口是ExecutorService。
比較重要的幾個類：
| ExecutorService |
真正的線程池接口。 |
| ScheduledExecutorService |
能和Timer/TimerTask類似，解決那些需要任務重復執行的問題。 |
| ThreadPoolExecutor |
ExecutorService的默認實現。 |
| ScheduledThreadPoolExecutor |
繼承ThreadPoolExecutor的ScheduledExecutorService接口實現，周期性任務調度的類實現。 |
要配置一個線程池是比較復雜的，尤其是對於線程池的原理不是很清楚的情況下，很有可能配置的線程池不是較優的，因此在Executors類里面提供了一些靜態工廠，生成一些常用的線程池。
1. newSingleThreadExecutor
創建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作，也就是相當於單線程串行執行所有任務。如果這個唯一的線程因為異常結束，那么會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行。
2.newFixedThreadPool
創建固定大小的線程池。每次提交一個任務就創建一個線程，直到線程達到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變，如果某個線程因為執行異常而結束，那么線程池會補充一個新線程。
3. newCachedThreadPool
創建一個可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務所需要的線程，
那么就會回收部分空閑（60秒不執行任務）的線程，當任務數增加時，此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務。此線程池不會對線程池大小做限制，線程池大小完全依賴於操作系統（或者說JVM）能夠創建的最大線程大小。
4.newScheduledThreadPool
創建一個大小無限的線程池。此線程池支持定時以及周期性執行任務的需求。
實例
1：newSingleThreadExecutor·
MyThread.java
public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在執行。。。"); } }
TestSingleThreadExecutor.java
public class TestSingleThreadExecutor { public static void main(String[] args) { //創建一個可重用固定線程數的線程池 ExecutorService pool = Executors. newSingleThreadExecutor(); //創建實現了Runnable接口對象，Thread對象當然也實現了Runnable接口 Thread t1 = new MyThread(); Thread t2 = new MyThread(); Thread t3 = new MyThread(); Thread t4 = new MyThread(); Thread t5 = new MyThread(); //將線程放入池中進行執行 pool.execute(t1); pool.execute(t2); pool.execute(t3); pool.execute(t4); pool.execute(t5); //關閉線程池 pool.shutdown(); } }
輸出結果
pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。
2：newFixedThreadPool
TestFixedThreadPool.Java
publicclass TestFixedThreadPool { publicstaticvoid main(String[] args) { //創建一個可重用固定線程數的線程池 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); //創建實現了Runnable接口對象，Thread對象當然也實現了Runnable接口 Thread t1 = new MyThread(); Thread t2 = new MyThread(); Thread t3 = new MyThread(); Thread t4 = new MyThread(); Thread t5 = new MyThread(); //將線程放入池中進行執行 pool.execute(t1); pool.execute(t2); pool.execute(t3); pool.execute(t4); pool.execute(t5); //關閉線程池 pool.shutdown(); } }
輸出結果
pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-2正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-2正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。
3：newCachedThreadPool
TestCachedThreadPool.java
public class TestCachedThreadPool { public static void main(String[] args) { //創建一個可重用固定線程數的線程池 ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); //創建實現了Runnable接口對象，Thread對象當然也實現了Runnable接口 Thread t1 = new MyThread(); Thread t2 = new MyThread(); Thread t3 = new MyThread(); Thread t4 = new MyThread(); Thread t5 = new MyThread(); //將線程放入池中進行執行 pool.execute(t1); pool.execute(t2); pool.execute(t3); pool.execute(t4); pool.execute(t5); //關閉線程池 pool.shutdown(); } }
輸出結果：
pool-1-thread-2正在執行。。。 pool-1-thread-4正在執行。。。 pool-1-thread-3正在執行。。。 pool-1-thread-1正在執行。。。 pool-1-thread-5正在執行。。。
4：newScheduledThreadPool
TestScheduledThreadPoolExecutor.java
public class TestScheduledThreadPoolExecutor { public static void main(String[] args) { ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1); exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段時間就觸發異常 @Override publicvoid run() { //throw new RuntimeException(); System.out.println("================"); } }, 1000, 5000, TimeUnit.MILLISECONDS); exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {//每隔一段時間打印系統時間，證明兩者是互不影響的 @Override publicvoid run() { System.out.println(System.nanoTime()); } }, 1000, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS); } }
輸出結果
================ 8384644549516 8386643829034 8388643830710 ================ 8390643851383 8392643879319 8400643939383
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