服務(wù)端應(yīng)用程序（如數(shù)據(jù)庫和 Web 服務(wù)器）需要處理來自客戶端的高并發(fā)、耗時(shí)較短的請求任務(wù)，所以頻繁的創(chuàng)建處理這些請求的所需要的線程就是一個(gè)非常消耗資源的操作。常規(guī)的方法是針對(duì)一個(gè)新的請求創(chuàng)建一個(gè)新線程，雖然這種方法似乎易于實(shí)現(xiàn)，但它有重大缺點(diǎn)。為每個(gè)請求創(chuàng)建新線程將花費(fèi)更多的時(shí)間，在創(chuàng)建和銷毀線程時(shí)花費(fèi)更多的系統(tǒng)資源。因此同時(shí)創(chuàng)建太多線程的 JVM 可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)存不足，這就需要限制要?jiǎng)?chuàng)建的線程數(shù)，也就是需要使用到線程池。

一、什么是 Java 中的線程池？

線程池技術(shù)就是線程的重用技術(shù)，使用之前創(chuàng)建好的線程來執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)，并提供了針對(duì)線程周期開銷和資源沖突問題的解決方案。 由于請求到達(dá)時(shí)線程已經(jīng)存在，因此消除了線程創(chuàng)建過程導(dǎo)致的延遲，使應(yīng)用程序得到更快的響應(yīng)。

Java提供了以Executor接口及其子接口ExecutorService和ThreadPoolExecutor為中心的執(zhí)行器框架。通過使用Executor，完成線程任務(wù)只需實(shí)現(xiàn) Runnable接口并將其交給執(zhí)行器執(zhí)行即可。 為您封裝好線程池，將您的編程任務(wù)側(cè)重于具體任務(wù)的實(shí)現(xiàn)，而不是線程的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。 若要使用線程池，我們首先創(chuàng)建一個(gè) ExecutorService對(duì)象，然后向其傳遞一組任務(wù)。ThreadPoolExcutor 類則可以設(shè)置線程池初始化和最大的線程容量。

上圖表示線程池初始化具有3 個(gè)線程，任務(wù)隊(duì)列中有5 個(gè)待運(yùn)行的任務(wù)對(duì)象。

執(zhí)行器線程池方法

方法 描述 newFixedThreadPool(int) 創(chuàng)建具有固定的線程數(shù)的線程池，int參數(shù)表示線程池內(nèi)線程的數(shù)量 newCachedThreadPool() 創(chuàng)建一個(gè)可緩存線程池，該線程池可靈活回收空閑線程。若無空閑線程，則新建線程處理任務(wù)。 newSingleThreadExecutor() 創(chuàng)建一個(gè)單線程化的線程池，它只會(huì)用唯一的工作線程來執(zhí)行任務(wù) newScheduledThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)定長線程池，支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行

在固定線程池的情況下，如果執(zhí)行器當(dāng)前運(yùn)行的所有線程，則掛起的任務(wù)將放在隊(duì)列中，并在線程變?yōu)榭臻e時(shí)執(zhí)行。

二、線程池示例

在下面的內(nèi)容中，我們將介紹線程池的executor執(zhí)行器。

創(chuàng)建線程池處理任務(wù)要遵循的步驟 創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)對(duì)象(實(shí)現(xiàn)Runnable接口)，用于執(zhí)行具體的任務(wù)邏輯 使用Executors創(chuàng)建線程池ExecutorService 將待執(zhí)行的任務(wù)對(duì)象交給ExecutorService進(jìn)行任務(wù)處理 停掉 Executor 線程池

//第一步： 創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)對(duì)象(實(shí)現(xiàn)Runnable接口)，用于執(zhí)行具體的任務(wù)邏輯 (Step 1) class Task implements Runnable { private String name; public Task(String s) { name = s; } // 打印任務(wù)名稱并Sleep 1秒 // 整個(gè)處理流程執(zhí)行5次 public void run() { try{ for (int i = 0; i<=5; i++) {if (i==0) { Date d = new Date(); SimpleDateFormat ft = new SimpleDateFormat('hh:mm:ss'); System.out.println('任務(wù)初始化' + name +' = ' + ft.format(d)); //第一次執(zhí)行的時(shí)候，打印每一個(gè)任務(wù)的名稱及初始化的時(shí)間}else{ Date d = new Date(); SimpleDateFormat ft = new SimpleDateFormat('hh:mm:ss'); System.out.println('任務(wù)正在執(zhí)行' + name +' = ' + ft.format(d)); // 打印每一個(gè)任務(wù)處理的執(zhí)行時(shí)間}Thread.sleep(1000); } System.out.println('任務(wù)執(zhí)行完成' + name); } catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}

測試用例

public class ThreadPoolTest { // 線程池里面最大線程數(shù)量 static final int MAX_SIZE = 3; public static void main (String[] args) { // 創(chuàng)建5個(gè)任務(wù) Runnable r1 = new Task('task 1'); Runnable r2 = new Task('task 2'); Runnable r3 = new Task('task 3'); Runnable r4 = new Task('task 4'); Runnable r5 = new Task('task 5'); // 第二步：創(chuàng)建一個(gè)固定線程數(shù)量的線程池，線程數(shù)為MAX_SIZE ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(MAX_SIZE); // 第三步：將待執(zhí)行的任務(wù)對(duì)象交給ExecutorService進(jìn)行任務(wù)處理 pool.execute(r1); pool.execute(r2); pool.execute(r3); pool.execute(r4); pool.execute(r5); // 第四步：關(guān)閉線程池 pool.shutdown(); }} 示例執(zhí)行結(jié)果

任務(wù)初始化task 1 = 05:25:55任務(wù)初始化task 2 = 05:25:55任務(wù)初始化task 3 = 05:25:55任務(wù)正在執(zhí)行task 3 = 05:25:56任務(wù)正在執(zhí)行task 1 = 05:25:56任務(wù)正在執(zhí)行task 2 = 05:25:56任務(wù)正在執(zhí)行task 1 = 05:25:57任務(wù)正在執(zhí)行task 3 = 05:25:57任務(wù)正在執(zhí)行task 2 = 05:25:57任務(wù)正在執(zhí)行task 3 = 05:25:58任務(wù)正在執(zhí)行task 1 = 05:25:58任務(wù)正在執(zhí)行task 2 = 05:25:58任務(wù)正在執(zhí)行task 2 = 05:25:59任務(wù)正在執(zhí)行task 3 = 05:25:59任務(wù)正在執(zhí)行task 1 = 05:25:59任務(wù)正在執(zhí)行task 1 = 05:26:00任務(wù)正在執(zhí)行task 2 = 05:26:00任務(wù)正在執(zhí)行task 3 = 05:26:00任務(wù)執(zhí)行完成task 3任務(wù)執(zhí)行完成task 2任務(wù)執(zhí)行完成task 1任務(wù)初始化task 5 = 05:26:01任務(wù)初始化task 4 = 05:26:01任務(wù)正在執(zhí)行task 4 = 05:26:02任務(wù)正在執(zhí)行task 5 = 05:26:02任務(wù)正在執(zhí)行task 4 = 05:26:03任務(wù)正在執(zhí)行task 5 = 05:26:03任務(wù)正在執(zhí)行task 5 = 05:26:04任務(wù)正在執(zhí)行task 4 = 05:26:04任務(wù)正在執(zhí)行task 4 = 05:26:05任務(wù)正在執(zhí)行task 5 = 05:26:05任務(wù)正在執(zhí)行task 4 = 05:26:06任務(wù)正在執(zhí)行task 5 = 05:26:06任務(wù)執(zhí)行完成task 4任務(wù)執(zhí)行完成task 5

如程序執(zhí)行結(jié)果中顯示的一樣，任務(wù) 4 或任務(wù) 5 僅在池中的線程變?yōu)榭臻e時(shí)才執(zhí)行。在此之前，額外的任務(wù)將放在待執(zhí)行的隊(duì)列中。

線程池執(zhí)行前三個(gè)任務(wù)，線程池內(nèi)線程回收空出來之后再去處理執(zhí)行任務(wù) 4 和 5

使用這種線程池方法的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是，假如您希望一次處理10000個(gè)請求，但不希望創(chuàng)建10000個(gè)線程，從而避免造成系統(tǒng)資源的過量使用導(dǎo)致的宕機(jī)。您可以使用此方法創(chuàng)建一個(gè)包含500個(gè)線程的線程池，并且可以向該線程池提交500個(gè)請求。ThreadPool此時(shí)將創(chuàng)建最多500個(gè)線程，一次處理500個(gè)請求。在任何一個(gè)線程的進(jìn)程完成之后，ThreadPool將在內(nèi)部將第501個(gè)請求分配給該線程，并將繼續(xù)對(duì)所有剩余的請求執(zhí)行相同的操作。在系統(tǒng)資源比較緊張的情況下，線程池是保證程序穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)有效的解決方案。

三、使用線程池的注意事項(xiàng)與調(diào)優(yōu) 死鎖: 雖然死鎖可能發(fā)生在任何多線程程序中，但線程池引入了另一個(gè)死鎖案例，其中所有執(zhí)行線程都在等待隊(duì)列中某個(gè)阻塞線程的執(zhí)行結(jié)果，導(dǎo)致線程無法繼續(xù)執(zhí)行。 線程泄漏 : 如果線程池中線程在任務(wù)完成時(shí)未正確返回，將發(fā)生線程泄漏問題。例如，某個(gè)線程引發(fā)異常并且池類沒有捕獲此異常，則線程將異常退出，從而線程池的大小將減小一個(gè)。如果這種情況重復(fù)多次，則線程池最終將變?yōu)榭眨瑳]有線程可用于執(zhí)行其他任務(wù)。 線程頻繁輪換: 如果線程池大小非常大，則線程之間進(jìn)行上下文切換會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。所以在系統(tǒng)資源允許的情況下，也不是線程池越大越好。

線程池大小優(yōu)化： 線程池的最佳大小取決于可用的處理器數(shù)量和待處理任務(wù)的性質(zhì)。對(duì)于CPU密集型任務(wù)，假設(shè)系統(tǒng)有N個(gè)邏輯處理核心，N 或 N+1 的最大線程池?cái)?shù)量大小將實(shí)現(xiàn)最大效率。對(duì)于 I/O密集型任務(wù)，需要考慮請求的等待時(shí)間（W）和服務(wù)處理時(shí)間（S）的比例，線程池最大大小為 N*(1+ W/S)會(huì)實(shí)現(xiàn)最高效率。

不要教條的使用上面的總結(jié)，需要根據(jù)自己的應(yīng)用任務(wù)處理類型進(jìn)行靈活的設(shè)置與調(diào)優(yōu)，其中少不了測試實(shí)驗(yàn)。

原文鏈接：字母哥博客。

以上就是Java 線程池的作用以及該如何使用的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java 線程池的作用和使用的資料請關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！