Java线程池详解
线程池是用来管理和复用线程的一种技术，它避免了频繁的创建和销毁线程的开销，提高了应用程序的性能。在 Java 中，ExecutorService 是一个非常常用的接口，它提供了线程池的基本功能。
1. 线程池的优势
- 线程复用：线程池管理一组固定数量的线程，任务提交时可以复用空闲线程，避免了每个任务都创建新线程的开销。
- 减少资源消耗：线程池中有固定数量的线程，避免了频繁创建和销毁线程导致的性能损耗。
- 控制并发数：线程池可以限制并发线程的数量，防止线程数量过多造成系统资源紧张。
2. Java 线程池的基本使用
Java 提供了 Executors 工厂类来创建常用的线程池类型。
2.1 创建线程池
常见的线程池类型：
- 固定大小线程池：Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)
- 缓存线程池：Executors.newCachedThreadPool()
- 单线程池：Executors.newSingleThreadExecutor()
- 调度线程池：Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
2.2 示例代码
import java.util.concurrent.*;
public class ThreadPoolExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个固定大小为 3 的线程池
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 提交任务
for (int i = 0; i < 5; i++) {
executor.submit(new Task(i));
}
// 关闭线程池
executor.shutdown();
}
static class Task implements Runnable {
private int taskId;
public Task(int taskId) {
this.taskId = taskId;
}
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("Task " + taskId + " is running on thread: " + Thread.currentThread().getName());
// 模拟任务执行
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
}
2.3 线程池的工作原理
- 提交任务：通过 executor.submit() 提交任务到线程池。
- 线程池工作：线程池中的线程会从任务队列中获取任务，并执行。
- 任务执行完成：执行完成后，线程会空闲，等待新的任务。
- 关闭线程池：调用 executor.shutdown() 可以优雅地关闭线程池，待所有任务完成后关闭。
3. 常用线程池方法
- submit()：提交一个任务并返回一个 Future 对象，可以通过 Future 获取任务执行的结果。
- invokeAll()：提交多个任务，并等待所有任务完成，返回一个 List<Future>。
- invokeAny()：提交多个任务，返回第一个执行完成的任务结果。
- shutdown()：优雅地关闭线程池，不再接收新任务，但会执行已经提交的任务。
- shutdownNow()：立即停止线程池，返回当前在执行的任务。
4. 使用 Future 获取任务结果
Future 对象代表异步计算的结果。可以通过 get() 方法获取计算结果，get() 方法会阻塞直到任务完成。
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
Future future = executor.submit(() -> {
// 执行任务并返回结果
return 123;
});
try {
Integer result = future.get(); // 阻塞，直到任务完成
System.out.println("Result: " + result);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
executor.shutdown();
5. 线程池的最佳实践
- 合理选择线程池大小：根据系统硬件配置和任务的性质来选择线程池的大小。一般来说，可以使用 CPU 核心数 * 2 作为线程池大小的参考。
- 避免使用 Executors 静态工厂方法：Executors 的工厂方法有些存在问题，比如 newFixedThreadPool(0) 会创建一个无限大小的线程池，因此可以使用 ThreadPoolExecutor 来灵活控制线程池。
- 手动配置 ThreadPoolExecutor：通过 ThreadPoolExecutor，你可以精细控制线程池的参数。
ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(
4, // corePoolSize
10, // maximumPoolSize
60L, // keepAliveTime
TimeUnit.SECONDS, // unit
new LinkedBlockingQueue<>(), // workQueue
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒绝策略
);
总结
线程池是一个非常重要的并发编程工具，可以有效管理和复用线程，避免资源浪费，提高性能。在使用时，可以根据具体的需求选择合适的线程池类型，并掌握一些线程池的配置和优化技巧。
原文地址：https://blog.csdn.net/wudexiaoade2008/article/details/143956188
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