面試題:四種Java線程池用法解析 !=!=未看

1、new Thread的弊端

執行一個異步任務你還只是如下new Thread嗎？

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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. 根據項目大小 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：

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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：

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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：

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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：

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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

(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：

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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。

實例代碼

一、固定大小的線程池，newFixedThreadPool：

 

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package  app.executors;   import  java.util.concurrent.Executors; import  java.util.concurrent.ExecutorService;   /**   * Java線程：線程池   *   * @author xiho   */ public  class  Test {    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.newFixedThreadPool( 2 );      // 創建線程      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();    } }   class  MyThread extends  Thread {    @Override    public  void  run() {      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在執行。。。" );    } }

輸出結果：

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pool- 1 -thread- 1 正在執行。。。 pool- 1 -thread- 3 正在執行。。。 pool- 1 -thread- 4 正在執行。。。 pool- 1 -thread- 2 正在執行。。。 pool- 1 -thread- 5 正在執行。。。

改變ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5)中的參數：ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)，輸出結果是：

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pool- 1 -thread- 1 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。。。 pool- 1 -thread- 2 正在執行。。。

從以上結果可以看出，newFixedThreadPool的參數指定了可以運行的線程的最大數目，超過這個數目的線程加進去以后，不會運行。其次，加入線程池的線程屬於托管狀態，線程的運行不受加入順序的影響。

二、單任務線程池，newSingleThreadExecutor：

僅僅是把上述代碼中的ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2)改為ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
輸出結果：

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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。。。

可以看出，每次調用execute方法，其實最后都是調用了thread-1的run方法。

三、可變尺寸的線程池，newCachedThreadPool：

與上面的類似，只是改動下pool的創建方式：ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

輸出結果：

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pool- 1 -thread- 1 正在執行。。。 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- 5 正在執行。。。

這種方式的特點是：可根據需要創建新線程的線程池，但是在以前構造的線程可用時將重用它們。

四、延遲連接池，newScheduledThreadPool：