Java執行緒池的四種用法與使用場景

2019 年 10 月 29 日
筆記

一、如下方式存在的問題

new Thread() {      @Override      public void run() {          // 業務邏輯      }  }.start();

1、首先頻繁的創建、銷毀對象是一個很消耗性能的事情；

2、如果用戶量比較大，導致佔用過多的資源，可能會導致我們的服務由於資源不足而宕機；

3、綜上所述，在實際的開發中，這種操作其實是不可取的一種方式。

二、使用執行緒池有什麼優點

1、執行緒池中執行緒的使用率提升，減少對象的創建、銷毀；

2、執行緒池可以控制執行緒數，有效的提升伺服器的使用資源，避免由於資源不足而發生宕機等問題；

三、執行緒池的四種使用方式

1、newCachedThreadPool

創建一個執行緒池，如果執行緒池中的執行緒數量過大，它可以有效的回收多餘的執行緒，如果執行緒數不足，那麼它可以創建新的執行緒。

public static void method() throws Exception {        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();        for (int i = 0; i < 5; i++) {            final int index = i;            Thread.sleep(1000);            executor.execute(new Runnable() {              @Override              public void run() {                  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + index);              }          });      }  }

執行結果

通過分析我看可以看到，至始至終都由一個執行緒執行，實現了執行緒的復用，並沒有創建多餘的執行緒。

如果當我們的業務需要一定的時間進行處理，那麼將會出現什麼結果。我們來模擬一下。

可以明顯的看出，現在就需要幾條執行緒來交替執行。

不足：這種方式雖然可以根據業務場景自動的擴展執行緒數來處理我們的業務，但是最多需要多少個執行緒同時處理缺是我們無法控制的；

優點：如果當第二個任務開始，第一個任務已經執行結束，那麼第二個任務會復用第一個任務創建的執行緒，並不會重新創建新的執行緒，提高了執行緒的復用率；

2、newFixedThreadPool

這種方式可以指定執行緒池中的執行緒數。舉個栗子，如果一間澡堂子最大只能容納20個人同時洗澡，那麼後面來的人只能在外面排隊等待。如果硬往裡沖，那麼只會出現一種情景，摩擦摩擦…

首先測試一下最大容量為一個執行緒，那麼會不會是我們預測的結果。

public static void method_01() throws InterruptedException {        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);        for (int i = 0; i < 10; i++) {            Thread.sleep(1000);          final int index = i;            executor.execute(() -> {              try {                  Thread.sleep(2 * 1000);              } catch (InterruptedException e) {                  e.printStackTrace();              }              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + index);          });      }      executor.shutdown();  }

執行結果

我們改為3條執行緒再來看下結果

優點：兩個結果綜合說明，newFixedThreadPool的執行緒數是可以進行控制的，因此我們可以通過控制最大執行緒來使我們的伺服器打到最大的使用率，同事又可以保證及時流量突然增大也不會佔用伺服器過多的資源。

3、newScheduledThreadPool

該執行緒池支援定時，以及周期性的任務執行，我們可以延遲任務的執行時間，也可以設置一個周期性的時間讓任務重複執行。該執行緒池中有以下兩種延遲的方法。

scheduleAtFixedRate

測試一

public static void method_02() {      ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(5);        executor.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {          @Override          public void run() {              long start = new Date().getTime();              System.out.println("scheduleAtFixedRate 開始執行時間:" +                      DateFormat.getTimeInstance().format(new Date()));              try {                  Thread.sleep(5000);              } catch (InterruptedException e) {                  e.printStackTrace();              }              long end = new Date().getTime();              System.out.println("scheduleAtFixedRate 執行花費時間=" + (end - start) / 1000 + "m");              System.out.println("scheduleAtFixedRate 執行完成時間：" + DateFormat.getTimeInstance().format(new Date()));              System.out.println("======================================");          }      }, 1, 5, TimeUnit.SECONDS);  }

執行結果

測試二

總結：以上兩種方式不同的地方是任務的執行時間，如果間隔時間大於任務的執行時間，任務不受執行時間的影響。如果間隔時間小於任務的執行時間，那麼任務執行結束之後，會立馬執行，至此間隔時間就會被打亂。

scheduleWithFixedDelay

測試一

public static void method_03() {      ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(2);        executor.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {          @Override          public void run() {              long start = new Date().getTime();              System.out.println("scheduleWithFixedDelay 開始執行時間:" +                      DateFormat.getTimeInstance().format(new Date()));              try {                  Thread.sleep(1000);              } catch (InterruptedException e) {                  e.printStackTrace();              }              long end = new Date().getTime();              System.out.println("scheduleWithFixedDelay執行花費時間=" + (end - start) / 1000 + "m");              System.out.println("scheduleWithFixedDelay執行完成時間："                      + DateFormat.getTimeInstance().format(new Date()));              System.out.println("======================================");          }      }, 1, 2, TimeUnit.SECONDS);  }

執行結果

測試二

public static void method_03() {      ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(2);        executor.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {          @Override          public void run() {              long start = new Date().getTime();              System.out.println("scheduleWithFixedDelay 開始執行時間:" +                      DateFormat.getTimeInstance().format(new Date()));              try {                  Thread.sleep(5000);              } catch (InterruptedException e) {                  e.printStackTrace();              }              long end = new Date().getTime();              System.out.println("scheduleWithFixedDelay執行花費時間=" + (end - start) / 1000 + "m");              System.out.println("scheduleWithFixedDelay執行完成時間："                      + DateFormat.getTimeInstance().format(new Date()));              System.out.println("======================================");          }      }, 1, 2, TimeUnit.SECONDS);  }

執行結果

總結：同樣的，跟scheduleWithFixedDelay測試方法一樣，可以測出scheduleWithFixedDelay的間隔時間不會受任務執行時間長短的影響。

4、newSingleThreadExecutor

這是一個單執行緒池，至始至終都由一個執行緒來執行。

public static void method_04() {        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();        for (int i = 0; i < 5; i++) {          final int index = i;          executor.execute(() -> {              try {                  Thread.sleep(2 * 1000);              } catch (InterruptedException e) {                  e.printStackTrace();              }              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "   " + index);          });      }      executor.shutdown();  }

執行結果

四、執行緒池的作用

執行緒池的作用主要是為了提升系統的性能以及使用率。文章剛開始就提到，如果我們使用最簡單的方式創建執行緒，如果用戶量比較大，那麼就會產生很多創建和銷毀執行緒的動作，這會導致伺服器在創建和銷毀執行緒上消耗的性能可能要比處理實際業務花費的時間和性能更多。執行緒池就是為了解決這種這種問題而出現的。

同樣思想的設計還有很多，比如資料庫連接池，由於頻繁的連接資料庫，然而創建連接是一個很消耗性能的事情，所有資料庫連接池就出現了。