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2024-11(3)

【面试宝典】Java中创建线程池的几种方式以及区别

发布于2024-11-02 10:23     阅读(841)     评论(0)     点赞(11)     收藏(1)


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创建线程池有多种方式,主要通过 Java 的 java.util.concurrent 包提供的 Executors 工具类来实现。以下是几种常见的线程池类型及其区别:

1. FixedThreadPool

//创建一个固定大小的线程池,模拟提交 10 个任务到线程池。
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class FixedThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3); // 创建一个具有3个线程的固定线程池
        
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            final int task = i;
            fixedThreadPool.execute(() -> {
                System.out.println("执行任务 " + task + ",线程:" + Thread.currentThread().getName());
            });
        }
        
        fixedThreadPool.shutdown();
    }
}
  • 特点:创建一个固定大小的线程池,池中始终保持指定数量的线程。

  • 适用场景:适用于固定并发数的任务,比如定量的短期并发任务。

  • 优点:能够有效地控制线程数量,避免资源消耗过多。

  • 缺点:如果所有线程都在执行任务,而新的任务不断提交,可能会造成等待队列过长。

2. CachedThreadPool

//创建一个缓存线程池来处理任务,模拟并发执行 10 个任务

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("执行任务 " + task + ",线程:" + Thread.currentThread().getName());
            });
        }
        
        cachedThreadPool.shutdown();
    }
}
  • 特点:创建一个可以根据需要自动扩展的线程池,当线程空闲 60 秒后会被回收。
  • 适用场景:适合执行大量耗时较短的异步任务。
  • 优点:线程数量不受限制(受系统资源限制),对于任务短小、并发量大但不稳定的场景效果较好。
  • 缺点:如果任务增长过快,会创建大量线程,可能会造成 OOM(Out of Memory)异常。

3. SingleThreadExecutor

//创建一个单线程线程池,顺序执行多个任务。
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("执行任务 " + task + ",线程:" + Thread.currentThread().getName());
            });
        }
        
        singleThreadExecutor.shutdown();
    }
}
  • 特点:创建单线程化的线程池,始终只有一个工作线程。
  • 适用场景:适用于需要保证任务顺序执行的场景,避免多线程并发的复杂性。
  • 优点:可以保证任务按顺序执行,适合单一任务队列。
  • 缺点:性能较低,不适合需要高并发的场景。

4. ScheduledThreadPool

//创建一个支持定时和周期性执行任务的线程池,示例任务每隔 2 秒执行一次,共执行 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); // 创建一个有2个线程的定时线程池
        
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(() -> {
            System.out.println("定时任务执行,线程:" + Thread.currentThread().getName());
        }, 0, 2, TimeUnit.SECONDS); // 0秒延迟后开始,每隔2秒执行一次任务
        
        // 程序运行5秒后关闭线程池
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        scheduledThreadPool.shutdown();
    }
}
  • 特点:创建一个支持定时或周期性任务执行的线程池。
  • 适用场景:适合执行定时任务或周期性任务,比如定时器、定时检查等。
  • 优点:可以方便地实现周期性任务管理。
  • 缺点:对高并发任务的处理能力较弱,通常用于任务量不大的场景。

5. WorkStealingPool(Java 8 引入)

//创建一个基于任务分解的线程池来并行执行多个任务,适合处理需要拆分的小任务。
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(); // 创建默认线程数为CPU核心数的工作窃取线程池
        
        for (int i = 1; i <= 8; i++) {
            final int task = i;
            workStealingPool.submit(() -> {
                System.out.println("执行任务 " + task + ",线程:" + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        
        // 让主线程等待子任务执行完成
        workStealingPool.awaitTermination(3, TimeUnit.SECONDS);
        workStealingPool.shutdown();
    }
}
  • 特点:基于 ForkJoinPool 实现,适用于大任务拆分成小任务的并行处理。线程数默认为处理器核心数。
  • 适用场景:适合处理较为复杂的并行任务,比如分治算法。
  • 优点:通过“工作窃取”算法实现任务的动态负载均衡,能够有效提升多核 CPU 的利用率。
  • 缺点:由于线程数不固定,可能对资源使用较多,不适合所有应用。

区别总结

线程池类型线程数量控制特点适用场景
FixedThreadPool固定数量固定线程数,适合稳定的任务并发固定并发任务
CachedThreadPool自动扩展动态扩展,空闲线程自动回收,适合任务短小但并发量不稳定短期的异步并发任务
SingleThreadExecutor单一线程单线程顺序执行任务,保证顺序顺序执行的任务
ScheduledThreadPool可控核心线程数支持定时或周期性任务定时任务、周期性任务
WorkStealingPool默认 CPU 核数基于任务拆分并行处理,提高多核 CPU 利用率并行计算和多任务的分解

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来源:java黑洞网

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