JAVA線程池使用實例

一、JAVA線程池使用

在使用Java多線程時引入線程池技術可以大大提高程序性能。Java提供的線程池相關的類主要有四個：Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService和ThreadPoolExecutor。其中，使用ThreadPoolExecutor類可以對線程池進行靈活的設置，可以很好地適應各種場景。

二、JAVA線程池參數設置

在使用Java線程池時，可以根據實際情況對線程池進行參數設置，以達到最佳的程序性能。線程池的主要參數包括以下幾個方面：

1、corePoolSize

核心池大小，即線程池初始化後啟動的線程數量。如果當前線程數量小於核心池大小，則新建線程；否則會將任務放入任務隊列等待執行。

2、maximumPoolSize

最大線程數量，即線程池中最多同時執行的線程數量。當線程池中已有的線程數大於等於corePoolSize時，新任務到來時會將任務放入任務隊列中等待。當任務到來時任務隊列已滿且當前線程數小於maximumPoolSize，則新建線程執行該任務。當線程數已達到最大線程數且任務隊列已滿，則會根據所設置的RejectedExecutionHandler進行相應的拒絕處理。

3、keepAliveTime

線程空閑時間，即空閑線程的存活時間。當線程池中線程數量大於corePoolSize時，需要有一定的機制來回收空閑線程，以便於釋放系統資源。當空閑時間超過keepAliveTime時，空閑線程將被回收。

4、TimeUnit

空閑時間的時間單位。該項參數以TimeUnit枚舉類型傳入，可以設置為TimeUnit.SECONDS、TimeUnit.MINUTES、TimeUnit.HOURS等。

5、workQueue

任務隊列。當線程池中線程數量達到corePoolSize時，新任務到來會被放入任務隊列中。該任務隊列可以是SynchronousQueue、LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等各種線程安全隊列，也可以根據需要自己實現。

6、threadFactory

線程工廠。用於創建新的線程對象。可以通過ThreadFactoryBuilder來創建一個線程工廠。

7、rejectedExecutionHandler

任務拒絕策略。當線程池中線程數量已達到maximumPoolSize並且任務隊列已經滿了時，需要有一種機制來處理新到達的任務。主要有四種處理方式：

• AbortPolicy（默認）：直接拋出RejectedExecutionException異常。
• CallerRunsPolicy：任務由調用線程直接執行。
• DiscardOldestPolicy：將等待時間最長的任務從隊列中移除，將新任務加入隊列中。
• DiscardPolicy：直接丟棄該任務。

三、JAVA創建線程池

Java提供了四個線程池類，分別是：

• FixedThreadPool
• CachedThreadPool
• SingleThreadExecutor
• ScheduledThreadPool

1、FixedThreadPool

FixedThreadPool固定大小線程池，會一直新建線程直到線程達到線程池的最大大小，線程池中的線程都是活躍的，線程池中線程數量不會超過給定的數量，並且線程都是在空閑狀態下等待接收任務，所以線程利用率高。

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

2、CachedThreadPool

CachedThreadPool線程池的大小會根據執行的任務數量自動擴展和收縮，沒有核心線程數，超過60秒空閑的線程被終止並從緩衝池中刪除。適用於執行大量短期非同步任務的情景。

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

3、SingleThreadExecutor

SingleThreadExecutor單線程池中只有一個核心線程，該線程會按先進先出的方式執行任務，所以不需要考慮線程同步的問題。適用於需要排隊依次執行任務的情況。

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

4、ScheduledThreadPool

ScheduledThreadPool定長線程池可以定時或周期性地執行任務。適用於需要執行定時任務的情況。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

完整的Java線程池使用實例：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadPoolTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);

        executorService.execute(() -> {
            System.out.println("任務1開始執行");
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("任務1執行完畢");
        });

        executorService.execute(() -> {
            System.out.println("任務2開始執行");
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("任務2執行完畢");
        });

        executorService.execute(() -> {
            System.out.println("任務3開始執行");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("任務3執行完畢");
        });

        executorService.shutdown();
        executorService.awaitTermination(1, TimeUnit.HOURS);

    }

}