Java中的线程池

在Java中，线程池被用来管理线程的创建、维护和销毁等任务。线程池中包含了一组线程和一个任务队列，当有任务需要执行时，线程池中的线程会自动获取任务并执行，任务执行完毕后，线程也会被回收到线程池中重复利用。

Java中的线程池API提供了一个Executors类来帮助我们创建线程池，提供了四种线程池的实现方式：FixedThreadPool、CachedThreadPool、SingleThreadExecutor和ScheduledThreadPool。

FixedThreadPool

固定大小的线程池，只有在工作线程数没有达到线程池大小的时候才会新建线程来执行任务。线程池可以通过构造函数指定最大线程数，如果没有指定，则默认为Integer.MAX_VALUE。

示例代码：

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    executorService.execute(()->{
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is executing task ");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}

运行结果：

pool-1-thread-1 is executing task 
pool-1-thread-3 is executing task 
pool-1-thread-5 is executing task 
pool-1-thread-2 is executing task 
pool-1-thread-4 is executing task 
pool-1-thread-5 is executing task 
pool-1-thread-3 is executing task 
pool-1-thread-1 is executing task 
pool-1-thread-2 is executing task 
pool-1-thread-4 is executing task 

CachedThreadPool

可缓存的线程池，当线程数超过了当前需要的数量时，会将多余的线程回收到线程池中，不需要的时候会自动销毁。如果线程池没有可用的线程，又有新的任务到来，线程池会创建一个新的线程来执行任务，直到线程池大小达到了Integer.MAX_VALUE的限制。

示例代码：

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    executorService.execute(()->{
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is executing task ");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}

运行结果：

pool-1-thread-1 is executing task 
pool-1-thread-2 is executing task 
pool-1-thread-3 is executing task 
pool-1-thread-4 is executing task 
pool-1-thread-5 is executing task 
pool-1-thread-6 is executing task 
pool-1-thread-7 is executing task 
pool-1-thread-8 is executing task 
pool-1-thread-9 is executing task 
pool-1-thread-10 is executing task 

SingleThreadExecutor

单线程的线程池，只有一个工作线程，可以保证所有任务按照指定的顺序来执行（FIFO、LIFO、优先级等），相当于一个特殊的FixedThreadPool。

示例代码：

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    executorService.execute(()->{
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is executing task ");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}

运行结果：

pool-1-thread-1 is executing task 
pool-1-thread-1 is executing task 
pool-1-thread-1 is executing task
......

ScheduledThreadPool

定时调度的线程池，可以按照指定的延迟时间或周期性地来执行任务，可以实现定时任务或者周期性任务。线程池的大小可以指定，如果没有指定则默认为Integer.MAX_VALUE。

示例代码：

ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(3);
ScheduledFuture<?> future = scheduledExecutorService.schedule(()->{
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is executing delay task ");
}, 5, TimeUnit.SECONDS);
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(()->{
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is executing periodic task ");
}, 2, 3, TimeUnit.SECONDS);

运行结果：

pool-1-thread-1 is executing periodic task 
pool-1-thread-2 is executing periodic task 
pool-1-thread-3 is executing periodic task 
pool-1-thread-1 is executing periodic task 
pool-1-thread-3 is executing periodic task 
pool-1-thread-2 is executing periodic task 
pool-1-thread-3 is executing periodic task 
pool-1-thread-2 is executing periodic task 
......
pool-1-thread-1 is executing delay task 

总结

线程池在多线程开发中是一个极其重要的概念，可以有效地减少线程的创建、销毁和上下文切换等开销，提升系统性能和可维护性。Java中提供了Executors类来方便地创建线程池，并提供了不同的实现方式来应对不同的应用场景。开发人员在使用线程池的时候需要根据具体的需求和负载情况，选择合适的实现方式来达到最佳的性能和效果。

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