面試官：創(chuàng)建線程池的幾種方式以及區(qū)別

作者：Venus哥 2024-10-31 09:30:05

?創(chuàng)建線程池有多種方式，主要通過 Java 的 ?java.util.concurrent? 包提供的 ?Executors? 類來實現。

創(chuàng)建線程池有多種方式，主要通過 Java 的 java.util.concurrent 包提供的 Executors 工具類來實現。以下是幾種常見的線程池類型及其區(qū)別：

1. FixedThreadPool

//創(chuàng)建一個固定大小的線程池，模擬提交 10 個任務到線程池。
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class FixedThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); // 創(chuàng)建一個具有3個線程的固定線程池
        
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            final int task = i;
            fixedThreadPool.execute(() -> {
                System.out.println("執(zhí)行任務 " + task + "，線程：" + Thread.currentThread().getName());
            });
        }
        
        fixedThreadPool.shutdown();
    }
}

特點：創(chuàng)建一個固定大小的線程池，池中始終保持指定數量的線程。
適用場景：適用于固定并發(fā)數的任務，比如定量的短期并發(fā)任務。
優(yōu)點：能夠有效地控制線程數量，避免資源消耗過多。
缺點：如果所有線程都在執(zhí)行任務，而新的任務不斷提交，可能會造成等待隊列過長。

2. CachedThreadPool

//創(chuàng)建一個緩存線程池來處理任務，模擬并發(fā)執(zhí)行 10 個任務

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

public class CachedThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            final int task = i;
            cachedThreadPool.execute(() -> {
                System.out.println("執(zhí)行任務 " + task + "，線程：" + Thread.currentThread().getName());
            });
        }
        
        cachedThreadPool.shutdown();
    }
}

特點：創(chuàng)建一個可以根據需要自動擴展的線程池，當線程空閑 60 秒后會被回收。
適用場景：適合執(zhí)行大量耗時較短的異步任務。
優(yōu)點：線程數量不受限制（受系統資源限制），對于任務短小、并發(fā)量大但不穩(wěn)定的場景效果較好。
缺點：如果任務增長過快，會創(chuàng)建大量線程，可能會造成 OOM（Out of Memory）異常。

3. SingleThreadExecutor

//創(chuàng)建一個單線程線程池，順序執(zhí)行多個任務。
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class SingleThreadExecutorExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            final int task = i;
            singleThreadExecutor.execute(() -> {
                System.out.println("執(zhí)行任務 " + task + "，線程：" + Thread.currentThread().getName());
            });
        }
        
        singleThreadExecutor.shutdown();
    }
}

特點：創(chuàng)建單線程化的線程池，始終只有一個工作線程。
適用場景：適用于需要保證任務順序執(zhí)行的場景，避免多線程并發(fā)的復雜性。
優(yōu)點：可以保證任務按順序執(zhí)行，適合單一任務隊列。
缺點：性能較低，不適合需要高并發(fā)的場景。

4. ScheduledThreadPool

//創(chuàng)建一個支持定時和周期性執(zhí)行任務的線程池，示例任務每隔 2 秒執(zhí)行一次，共執(zhí)行 3 次。
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2); // 創(chuàng)建一個有2個線程的定時線程池
        
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(() -> {
            System.out.println("定時任務執(zhí)行，線程：" + Thread.currentThread().getName());
        }, 0, 2, TimeUnit.SECONDS); // 0秒延遲后開始，每隔2秒執(zhí)行一次任務
        
        // 程序運行5秒后關閉線程池
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        scheduledThreadPool.shutdown();
    }
}

特點：創(chuàng)建一個支持定時或周期性任務執(zhí)行的線程池。
適用場景：適合執(zhí)行定時任務或周期性任務，比如定時器、定時檢查等。
優(yōu)點：可以方便地實現周期性任務管理。
缺點：對高并發(fā)任務的處理能力較弱，通常用于任務量不大的場景。

5. WorkStealingPool（Java 8 引入）

//創(chuàng)建一個基于任務分解的線程池來并行執(zhí)行多個任務，適合處理需要拆分的小任務。
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class WorkStealingPoolExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService workStealingPool = Executors.newWorkStealingPool(); // 創(chuàng)建默認線程數為CPU核心數的工作竊取線程池
        
        for (int i = 1; i <= 8; i++) {
            final int task = i;
            workStealingPool.submit(() -> {
                System.out.println("執(zhí)行任務 " + task + "，線程：" + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        
        // 讓主線程等待子任務執(zhí)行完成
        workStealingPool.awaitTermination(3, TimeUnit.SECONDS);
        workStealingPool.shutdown();
    }
}

特點：基于 ForkJoinPool 實現，適用于大任務拆分成小任務的并行處理。線程數默認為處理器核心數。
適用場景：適合處理較為復雜的并行任務，比如分治算法。
優(yōu)點：通過“工作竊取”算法實現任務的動態(tài)負載均衡，能夠有效提升多核 CPU 的利用率。
缺點：由于線程數不固定，可能對資源使用較多，不適合所有應用。

區(qū)別總結

線程池類型	線程數量控制	特點	適用場景
FixedThreadPool	固定數量	固定線程數，適合穩(wěn)定的任務并發(fā)	固定并發(fā)任務
CachedThreadPool	自動擴展	動態(tài)擴展，空閑線程自動回收，適合任務短小但并發(fā)量不穩(wěn)定	短期的異步并發(fā)任務
SingleThreadExecutor	單一線程	單線程順序執(zhí)行任務，保證順序	順序執(zhí)行的任務
ScheduledThreadPool	可控核心線程數	支持定時或周期性任務	定時任務、周期性任務
WorkStealingPool	默認 CPU 核數	基于任務拆分并行處理，提高多核 CPU 利用率

責任編輯：武曉燕來源：架構殿堂

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