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Java線程池的四種用法與使用場景

一、如下方式存在的問題 

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

1、首先頻繁的建立、銷毀對象是一個很消耗性能的事情；

2、如果使用者量比較大，導緻占用過多的資源，可能會導緻我們的服務由于資源不足而當機；

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、使用線程池有什麼優點

1、線程池中線程的使用率提升，減少對象的建立、銷毀；

2、線程池可以控制線程數，有效的提升伺服器的使用資源，避免由于資源不足而發生當機等問題；

三、線程池的四種使用方式

1、newCachedThreadPool

建立一個線程池，如果線程池中的線程數量過大，它可以有效的回收多餘的線程，如果線程數不足，那麼它可以建立新的線程。

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，至始至終都由一個線程執行，實作了線程的複用，并沒有建立多餘的線程。

如果當我們的業務需要一定的時間進行處理，那麼将會出現什麼結果。 我們來模拟一下。

可以明顯的看出，現在就需要幾條線程來交替執行。

不足：這種方式雖然可以根據業務場景自動的擴充線程數來處理我們的業務，但是最多需要多少個線程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，那麼第二個任務會複用第一個任務建立的線程，并不會重新建立新的線程，提高了線程的複用率；

2、newFixedThreadPool

這種方式可以指定線程池中的線程數。舉個栗子，如果一間澡堂子最大隻能容納20個人同時洗澡，那麼後面來的人隻能在外面排隊等待。如果硬往裡沖，那麼隻會出現一種情景，摩擦摩擦...

首先測試一下最大容量為一個線程，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();
}

我們改為3條線程再來看下結果

優點：兩個結果綜合說明，newFixedThreadPool的線程數是可以進行控制的，是以我們可以通過控制最大線程來使我們的伺服器打到最大的使用率，同僚又可以保證及時流量突然增大也不會占用伺服器過多的資源。

3、newScheduledThreadPool

該線程池支援定時，以及周期性的任務執行，我們可以延遲任務的執行時間，也可以設定一個周期性的時間讓任務重複執行。 該線程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);
}

測試二

總結：以上兩種方式不同的地方是任務的執行時間，如果間隔時間大于任務的執行時間，任務不受執行時間的影響。如果間隔時間小于任務的執行時間，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 
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);
}
           
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);
}

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

這是一個單線程池，至始至終都由一個線程來執行。

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、線程池的作用

線程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建立線程，如果使用者量比較大，那麼就會産生很多建立和銷毀線程的動作，這會導緻伺服器在建立和銷毀線程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。線程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，比如資料庫連接配接池，由于頻繁的連接配接資料庫，然而建立連接配接是一個很消耗性能的事情，所有資料庫連接配接池就出現了。

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