如何選擇適合線程池隊列的類型

一、什麼是線程池隊列

在討論如何選擇適合的線程池隊列類型之前，我們需要先了解線程池隊列的概念。線程池是一個維護着多個線程的工具，可以方便地執行多個任務，避免了頻繁創建和銷毀線程的開銷。而線程池隊列則是線程池中緩存任務的一種數據結構。當任務提交到線程池中時，線程池將會把任務放入線程池隊列中，等待線程池中的線程調度執行。

二、如何選擇適合的線程池隊列類型

1、無界隊列

無界隊列是指隊列大小沒有限制的隊列，可以往裏面一直添加任務，直到內存的極限。無界隊列的優點是提交的任務數可以無限制增加，不會出現任務被拒絕的情況。但是它的缺點也顯而易見，當任務的提交速度高於消費速度時，隊列中的任務會越來越多，最終導致內存耗盡，可能會造成系統崩潰。

class CachedThreadPool{
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i  {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執行任務完成！");
            });
        }
    }
}

2、有界隊列

有界隊列是指隊列大小有限的隊列，當任務添加到隊列中時，如果隊列已滿，則任務會被拒絕，並拋出異常。有界隊列可以避免無界隊列中任務過多導致內存耗盡的風險。但是如果線程池的線程數量已經達到最大值，有界隊列也會失去作用。

class FixedThreadPool{
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i  {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執行任務完成！");
            });
        }
    }
}

3、同步移交隊列

同步移交隊列是指任務提交後，直接移交給線程池中某個線程立即執行，而不需要先緩存到隊列中。優點是避免了隊列緩衝帶來的開銷，縮短了任務的響應時間。但是同步移交隊列的缺點也是顯而易見的，不能進行任務緩存，當線程池中的線程已經飽和時，新的任務會被拒絕並拋出異常。

class DirectTransferThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                5,
                10,
                60L,
                TimeUnit.SECONDS,
                new SynchronousQueue());
        for (int i = 0; i  {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執行任務完成！");
            });
        }
    }
}

4、優先級隊列

優先級隊列是一種可以自定義任務順序的隊列，任務會按照優先級順序執行。在 Java 的線程池中，優先級隊列通常運用在 ScheduledThreadPoolExecutor 中。任務可以按照指定的時間周期性地執行，周期時間按照優先級放在隊列的最前面，任務按照優先級的順序依次執行。

class ScheduledThreadPool{
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        for (int i = 0; i  {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執行任務完成！");
            },1, 5, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }
}

三、總結

通過對上述幾種線程池隊列類型的介紹，我們可以發現，選擇適合的線程池隊列類型需要根據具體的業務場景來決定，需要根據任務提交的速率、任務執行時間等多個因素進行考慮，才能達到最好的效果。