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一次性说清楚 JAVA的 ThreadPoolExecutor 、newFixedThreadPool 和newCachedThreadPool 等

网友: 文章列表 2024-03-21 19:22:06

一次性说清楚 JAVA的 ThreadPoolExecutor 、newFixedThreadPool 和newCachedThreadPool 等

目录

1、Executors.newCachedThreadPool() 与 Executors.newFixedThreadPool(n) 的区别是什么？

2、Executors.newCachedThreadPool() 与 Executors.newFixedThreadPool(n) 可以调参吗，比如线程大小，线程等待时间 等等

3、newCachedThreadPool 与 ThreadPoolExecutor 是什么关系？

4、newFixedThreadPool 与 ThreadPoolExecutor 是什么关系？

5、通过自定义 ThreadPoolExecutor 类可以实现更多的灵活性。

6、newCachedThreadPool  当队列已满时，新的任务需要等待其他任务被取走后才能被添加，这就导致了阻塞 为什么会造成堵塞？

7、ExecutorService 与 ThreadPoolExecutor 有什么区别？

8、ExecutorService还提供了一些工厂方法，除了newFixedThreadPool()和 newCachedThreadPool()  还有其他哪些？

1、Executors.newCachedThreadPool() 与 Executors.newFixedThreadPool(n) 的区别是什么？

Executors.newCachedThreadPool()和Executors.newFixedThreadPool(2)都是创建线程池的工厂方法，但它们之间有几个重要的区别。

  1. 线程池大小

newCachedThreadPool()创建一个可缓存的线程池，线程池的大小根据需要自动调整，可以创建任意数量的线程。当需要执行任务时，线程池中没有可用线程时，它会创建新的线程来执行任务。如果线程池中的线程在60秒内没有被使用，则会被终止并从池中移除。因此，该方法适合执行大量短时间的任务。

newFixedThreadPool(n)创建一个固定大小的线程池，该线程池的大小为n。如果有更多的任务提交到线程池中，它们将会被放置在一个队列中等待执行，直到有可用的线程。如果队列已满，则会阻塞新任务的提交。因此，该方法适合执行长时间的任务或需要控制并发数的场景。

  1. 线程池的使用

newCachedThreadPool()适用于短期异步任务的执行，例如处理用户请求或发送电子邮件。由于它可以自动调整线程池的大小，因此它可以根据任务的数量动态分配系统资源。但是，由于它会创建大量的线程，因此如果长时间运行，可能会消耗过多的内存和处理器资源。

newFixedThreadPool(n)适用于长期执行的任务，例如服务器进程。由于它可以限制并发数，因此可以控制系统资源的使用。但是，如果任务数量过多，将可能导致队列阻塞和性能下降。

总之，选择使用newCachedThreadPool()或newFixedThreadPool(n)取决于应用程序的需求和特点，需要根据实际情况进行选择。

2、Executors.newCachedThreadPool() 与 Executors.newFixedThreadPool(n) 可以调参吗，比如线程大小，线程等待时间 等等

Executors.newCachedThreadPool()和Executors.newFixedThreadPool(n)方法都允许通过传递不同的参数来进行调整。具体来说，可以通过以下方式进行调参：

  1. newCachedThreadPool()方法允许通过ThreadPoolExecutor构造函数传递参数来自定义线程池的配置，例如设置线程池的最小和最大线程数，线程的存活时间等等。示例代码如下：
ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()
);
  1. newFixedThreadPool(n)方法允许通过ThreadPoolExecutor构造函数传递参数来自定义线程池的配置，例如设置线程池的最大线程数，队列的容量等等。示例代码如下：
ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(n, n, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()
);

通过使用ThreadPoolExecutor构造函数，我们可以在不同的场景中配置线程池的大小、等待时间、队列容量等，以满足应用程序的需求。需要注意的是，这些参数需要根据具体的场景进行设置，不当的设置可能会导致性能问题。

小小总结一下：

newCachedThreadPool() 方法实际上返回一个 ExecutorService 对象，其内部实现就是基于 ThreadPoolExecutor 的。而且，newCachedThreadPool() 方法中默认的配置与上述代码中的配置是相似的，只是一些参数被设置为默认值了。可以看到，在 ThreadPoolExecutor 的构造函数中，第一个参数是 corePoolSize，它的值为0，这表示线程池的核心线程数为0，而且线程数可以增加到 Integer.MAX_VALUE，这与 newCachedThreadPool() 方法中的默认配置一致。同时，线程的存活时间也被设置为60秒，用于控制非核心线程的存活时间。因此，我们可以说，newCachedThreadPool() 方法就是通过 ThreadPoolExecutor 来实现的，并且在默认情况下与上述代码的配置是相似的。newFixedThreadPool(n)也是同样的道理。

3、newCachedThreadPool 与 ThreadPoolExecutor 是什么关系？

newCachedThreadPool 实际上是 ThreadPoolExecutor 的一个快捷创建方式，它使用了默认的配置参数，创建了一个核心线程数为 0，最大线程数为 Integer.MAX_VALUE，线程空闲时间为 60 秒的线程池。因此，newCachedThreadPool 实际上是调用了 ThreadPoolExecutor 的构造函数，传入了上述默认参数，返回一个 ThreadPoolExecutor 对象。

如果需要更细粒度地控制线程池的参数，例如修改线程数、线程空闲时间等等，就需要直接使用 ThreadPoolExecutor 来创建线程池，并通过构造函数或者 setter 方法来设置参数。

4、newFixedThreadPool 与 ThreadPoolExecutor 是什么关系？

newFixedThreadPool 实际上是 ThreadPoolExecutor 的另一个快捷创建方式，它创建了一个固定大小的线程池，其中核心线程数和最大线程数均为指定的线程数，线程空闲时间为 0 秒，等待队列为无界队列（LinkedBlockingQueue）。因此，newFixedThreadPool 实际上是调用了 ThreadPoolExecutor 的构造函数，传入了上述参数，返回一个 ThreadPoolExecutor 对象。

同样地，如果需要更细粒度地控制线程池的参数，例如修改线程数、线程空闲时间、等待队列类型等等，就需要直接使用 ThreadPoolExecutor 来创建线程池，并通过构造函数或者 setter 方法来设置参数。

5、通过自定义 ThreadPoolExecutor 类可以实现更多的灵活性。

演示如何使用自定义的 ThreadPoolExecutor 类来实现一个线程池，该线程池具有如下特点：

  1. 线程池中的线程数在 1 到 5 之间进行动态调整；
  2. 如果线程池中的线程数少于 5 个，则新任务将会创建新的线程来执行；
  3. 如果线程池中的线程数大于等于 5 个，且队列未满，则新任务将会加入到队列中等待执行；
  4. 如果队列已满，则新任务将会被拒绝，并抛出 RejectedExecutionException 异常。
public class CustomThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor {public CustomThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);}@Overrideprotected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) {super.beforeExecute(t, r);}@Overrideprotected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {super.afterExecute(r, t);}@Overrideprotected void terminated() {super.terminated();}@Overridepublic void execute(Runnable command) {if (getPoolSize() < 5) {// 如果线程池中的线程数少于 5 个，则创建新的线程来执行任务super.execute(command);} else {// 如果线程池中的线程数大于等于 5 个，且队列未满，则加入到队列中等待执行boolean added = false;try {added = getQueue().offer(command, 1, TimeUnit.SECONDS);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}if (!added) {// 如果队列已满，则拒绝新任务，并抛出 RejectedExecutionException 异常throw new RejectedExecutionException();}}}public static void main(String[] args) {// 创建一个初始大小为 1，最大大小为 5，队列大小为 10 的线程池CustomThreadPoolExecutor executor = new CustomThreadPoolExecutor(1, 5, 60, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(10));// 提交 10 个任务for (int i = 1; i <= 10; i++) {final int taskId = i;executor.execute(() -> {try {System.out.println("开始执行任务：" + taskId);Thread.sleep(2000);System.out.println("任务执行完成：" + taskId);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});}// 关闭线程池executor.shutdown();}
}

在上面的例子中，我们继承了 ThreadPoolExecutor 类，并重写了其中的 execute 方法。在 execute 方法中，我们实现了上述的特性：

  1. 如果线程池中的线线程数少于 5 个，则创建新的线程来执行任务；
  2. 如果线程池中的线程数达到了 5 个，则将任务放入队列中等待执行；
  3. 如果队列已满，则创建新的线程来执行任务，直到线程数达到了最大值 10；
  4. 如果线程池中的线程数达到了最大值 10，则将任务交给拒绝策略来处理。可以将这种策略称为“先创建线程，然后进入队列"，
  5. 最后触发拒绝策略”的策略。在这种策略下，可以根据实际情况合理设置线程池的参数，从而达到更好的效果。

6、newCachedThreadPool  当队列已满时，新的任务需要等待其他任务被取走后才能被添加，这就导致了阻塞 为什么会造成堵塞？

当队列已满时，新的任务就无法被立即执行，只能等待队列中的任务被消费后才能被添加，因此就会产生阻塞。具体来说，如果线程池中的线程数量已经达到了指定的数量，而队列中的任务数量又达到了队列的容量上限，此时新的任务就无法被执行，只能等待其他任务被执行完毕并从队列中移除，才能继续执行。如果这种情况持续发生，就会导致整个线程池的性能下降，甚至导致系统崩溃。

因此，在使用有界队列的线程池时，需要根据实际情况来设置队列容量和线程数量，避免出现阻塞的情况。

当任务队列被堵塞，新的任务无法执行，就会导致线程池的工作效率下降，任务的等待时间变长，从而影响了线程池的响应速度。如果这种情况持续发生，就会导致整个系统的性能下降，包括 CPU、内存、I/O 等方面。

举个例子，如果线程池中的线程数过多，会占用过多的CPU资源，导致其他进程无法正常运行；如果任务队列的大小设置过小，会导致频繁的线程创建和销毁，消耗大量内存资源；如果任务涉及I/O操作，过多的线程可能会造成I/O阻塞，影响整体性能。因此，在使用线程池的过程中，需要综合考虑各种因素，调整参数，以达到最佳的性能表现。

7、ExecutorService 与 ThreadPoolExecutor 有什么区别？

ExecutorService和ThreadPoolExecutor都是Java中用于管理线程池的类，但它们有一些不同点。

ExecutorService是一个接口，它定义了提交任务、执行任务和关闭线程池等方法，具体的实现由ThreadPoolExecutor等类来完成。在使用ExecutorService时，用户只需关注接口中定义的方法，而无需关注底层的实现细节。

ThreadPoolExecutor则是一个具体的线程池实现类，它实现了ExecutorService接口。除了实现ExecutorService中定义的方法外，ThreadPoolExecutor还提供了一些额外的功能，例如线程池中任务的拒绝策略、线程池中空闲线程的存活时间等。

因此，可以认为ExecutorService是一个线程池的抽象，而ThreadPoolExecutor是一个线程池的具体实现。

另外，ExecutorService还提供了一些工厂方法，例如newFixedThreadPool()和newCachedThreadPool()等，这些方法会根据用户的需求创建不同类型的线程池，使得用户可以更方便地使用线程池，而无需关注底层的实现细节。

8、ExecutorService还提供了一些工厂方法，除了newFixedThreadPool()和 newCachedThreadPool()  还有其他哪些？

除了 newFixedThreadPool() 和 newCachedThreadPool() 方法之外，ExecutorService 接口还提供了以下几个工厂方法：

  1. newSingleThreadExecutor()：返回一个只有一个线程的线程池。如果该线程异常终止，会创建一个新的线程来替代它。

  2. newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：返回一个定时执行任务的线程池。它的核心线程数为 corePoolSize，可以执行定时任务，周期性任务等。

  3. newWorkStealingPool()：返回一个根据当前处理器数量创建并行线程的线程池。该线程池使用工作窃取算法来提高CPU利用率。

这些方法都是通过 ThreadPoolExecutor 实现的，提供了一些默认的配置，使得用户可以方便地创建不同类型的线程池。

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