簡談Java中經常使用的四種線程池

newFixedThreadPool

首先，看一下這種線程池的建立方法：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
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從構造方法能夠看出，它建立了一個固定大小的線程池，每次提交一個任務就建立一個線程，直到線程達到線程池的最大值nThreads。線程池的大小一旦達到最大值後，再有新的任務提交時則放入無界阻塞隊列中，等到有線程空閒時，再從隊列中取出任務繼續執行。 那麼，如何使用newFixedThreadPool呢？咱們來舉個例子：

public class OneMoreStudy {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            final int index = i;
            fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(
                                    "HH:mm:ss");
                            System.out.println("運行時間: " +
                                sdf.format(new Date()) + " " + index);
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
        }

        fixedThreadPool.shutdown(); 
    }
}
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上面的例子中建立了一個固定大小爲3的線程池，而後在線程池提交了5個任務。在提交第4個任務時，由於線程池的大小已經達到了3而且前3個任務在運行中，因此第4個任務被放入了隊列，等待有空閒的線程時再被運行。運行結果以下（注意前3個任務和後2個任務的運行時間）：

運行時間: 08:09:02 1
運行時間: 08:09:02 2
運行時間: 08:09:02 0
運行時間: 08:09:04 4
運行時間: 08:09:04 3
複製代碼

newCachedThreadPool

首先，看一下這種線程池的建立方法：

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }
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從構造方法能夠看出，它建立了一個可緩存的線程池。當有新的任務提交時，有空閒線程則直接處理任務，沒有空閒線程則建立新的線程處理任務，隊列中不儲存任務。線程池不對線程池大小作限制，線程池大小徹底依賴於操做系統（或者說JVM）可以建立的最大線程大小。若是線程空閒時間超過了60秒就會被回收。 那麼，如何使用newCachedThreadPool呢？咱們來舉個例子：

public class OneMoreStudy {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            final int index = i;
            cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(
                                    "HH:mm:ss");
                            System.out.println("運行時間: " +
                                sdf.format(new Date()) + " " + index);
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
        }

        cachedThreadPool.shutdown();
    }
}
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由於這種線程有新的任務提交，就會建立新的線程（線程池中沒有空閒線程時），不須要等待，因此提交的5個任務的運行時間是同樣的，運行結果以下：

運行時間: 08:45:18 2
運行時間: 08:45:18 1
運行時間: 08:45:18 3
運行時間: 08:45:18 4
運行時間: 08:45:18 0
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newSingleThreadExecutor

首先，看一下這種線程池的建立方法：

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
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從構造方法能夠看出，它建立了一個單線程化的線程池，它只會用惟一的工做線程來執行任務，保證全部任務按照指定順序執行。 那麼，如何使用newSingleThreadExecutor呢？咱們來舉個例子：

public class OneMoreStudy {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            final int index = i;
            singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(
                                    "HH:mm:ss");
                            System.out.println("運行時間: " +
                                sdf.format(new Date()) + " " + index);
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
        }

        singleThreadExecutor.shutdown();
    }
}
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由於該線程池相似於單線程執行，因此先執行完前一個任務後，再順序執行下一個任務， 運行結果以下：

運行時間: 08:54:17 0
運行時間: 08:54:19 1
運行時間: 08:54:21 2
運行時間: 08:54:23 3
運行時間: 08:54:25 4
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有的同窗可能會質疑：既然相似於單線程執行，那麼這種線程池還有存在的必要嗎？這裏的單線程執行指的是線程池內部，從線程池外的角度看，主線程在提交任務到線程池時並無阻塞，仍然是異步的。

newScheduledThreadPool

這個方法建立了一個固定大小的線程池，支持定時及週期性任務執行。 首先看一下定時執行的例子：

public class OneMoreStudy {
    public static void main(String[] args) {
        final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        System.out.println("提交時間: " + sdf.format(new Date()));
        scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("運行時間: " + sdf.format(new Date()));
                }
            }, 3, TimeUnit.SECONDS);
        scheduledThreadPool.shutdown();
    }
}
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使用該線程池的schedule方法，延遲3秒鐘後執行任務，運行結果以下：

提交時間: 09:11:39
運行時間: 09:11:42
複製代碼

再看一下週期執行的例子：

public class OneMoreStudy {
    public static void main(String[] args) {
        final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        System.out.println("提交時間: " + sdf.format(new Date()));
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("運行時間: " + sdf.format(new Date()));
                }
            }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
        Thread.sleep(10000);
        scheduledThreadPool.shutdown();
    }
}
複製代碼

使用該線程池的scheduleAtFixedRate方法，延遲1秒鐘後每隔3秒執行一次任務，運行結果以下：

提交時間: 09:23:20
運行時間: 09:23:21
運行時間: 09:23:24
運行時間: 09:23:27
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