Java线程池使用教程及实战技巧

还在为Java线程池的使用而困惑吗？本文为你带来一份超实用的Java线程池操作教程！线程池作为一种高效管理和复用线程的机制，能有效避免频繁创建和销毁线程带来的性能开销。本文将详细介绍`newFixedThreadPool`、`newCachedThreadPool`、`newSingleThreadExecutor`、`newScheduledThreadPool`等多种线程池的创建方式和适用场景，深入剖析`corePoolSize`、`maximumPoolSize`、`keepAliveTime`等核心参数的含义及配置。此外，本文还将讲解如何使用`shutdown()`和`shutdownNow()`方法优雅地关闭线程池，并提供示例代码，助你轻松掌握Java线程池的使用技巧，提升并发编程效率。

线程池是用于高效管理和复用线程的机制，避免频繁创建和销毁线程带来的开销。1. 通过Executors类的静态方法可创建不同类型的线程池：newFixedThreadPool(int nThreads)创建固定大小线程池，适用于任务稳定、响应要求高的场景；2. newCachedThreadPool()创建可缓存线程池，线程数可扩展，空闲线程60秒后回收，适合任务量波动大但执行时间短的场景；3. newSingleThreadExecutor()创建单线程线程池，保证任务顺序执行；4. newScheduledThreadPool(int corePoolSize)用于支持定时或周期性任务执行。核心参数包括：corePoolSize（核心线程数）、maximumPoolSize（最大线程数）、keepAliveTime（空闲线程存活时间）、unit（时间单位）、workQueue（任务队列）、threadFactory（线程工厂）和rejectedExecutionHandler（拒绝策略），其中拒绝策略有AbortPolicy（抛异常）、CallerRunsPolicy（调用者线程执行）、DiscardPolicy（丢弃任务）和DiscardOldestPolicy（丢弃最老任务）。关闭线程池时，应优先使用shutdown()方法平滑关闭，允许已提交任务完成执行，再调用awaitTermination()等待完成；必要时使用shutdownNow()立即关闭并处理未执行任务列表。示例代码展示了创建固定线程池、提交100个任务、平滑关闭及等待任务完成的完整流程，确保资源安全释放且任务不丢失。

线程池，简单来说，就是帮你管理线程的。不用你每次都手动创建和销毁线程，效率更高，资源利用也更好。想象一下，你开饭店，线程就是服务员，线程池就是你的服务员调度中心，客人来了，直接从调度中心调服务员，客人走了，服务员休息，不用解雇，等着下次再用。

创建和管理线程，使用java.util.concurrent.ExecutorService和java.util.concurrent.Executors这两个类。Executors提供了一些静态方法，可以创建不同类型的线程池，而ExecutorService则提供了线程池的管理方法，比如提交任务、关闭线程池等。

如何选择合适的线程池类型？

选择线程池类型，得看你的应用场景。不同的线程池，策略不一样。

• newFixedThreadPool(int nThreads): 固定大小的线程池。核心线程数和最大线程数一样，任务队列是无界的LinkedBlockingQueue。 适合任务量比较稳定，对响应时间要求高的场景。想象一下，你的饭店，永远只雇佣固定数量的服务员，保证服务质量。但如果客人太多，超过服务员的处理能力，客人就得排队等着。

• newCachedThreadPool(): 缓存线程池。线程数可以无限扩展，但空闲线程会被回收（默认空闲 60 秒）。任务队列是SynchronousQueue，这意味着每个任务都必须立即被执行，否则会被拒绝。适合任务量波动很大，但每个任务执行时间很短的场景。比如，你开个小吃摊，忙的时候多招几个人，闲的时候就让人休息，节省成本。

• newSingleThreadExecutor(): 单线程的线程池。只有一个线程在执行任务，任务队列是无界的LinkedBlockingQueue。适合需要顺序执行任务的场景。比如，你开个书店，只有一个收银员，大家必须排队结账。

• newScheduledThreadPool(int corePoolSize): 定时任务线程池。可以定时或周期性地执行任务。适合需要定时执行任务的场景。比如，你开个闹钟公司，需要定时播放音乐。

选择哪种，主要看你的业务特点，以及对性能的要求。没有绝对的好坏，只有最合适的。

线程池的核心参数有哪些？

理解线程池的参数，才能更好地控制它。

• corePoolSize: 核心线程数。线程池中始终保持的线程数量。即使线程空闲，也不会被回收。
• maximumPoolSize: 最大线程数。线程池中允许的最大线程数量。当任务队列满了，且核心线程都在忙，线程池会创建新的线程来执行任务，直到达到最大线程数。
• keepAliveTime: 线程空闲时间。当线程池中的线程数量超过核心线程数时，多余的空闲线程会在指定时间内被回收。
• unit: 线程空闲时间的单位。
• workQueue: 任务队列。用于存放等待执行的任务。
• threadFactory: 线程工厂。用于创建线程。可以自定义线程的名称、优先级等。
• rejectedExecutionHandler: 拒绝策略。当任务队列满了，且线程池中的线程数量达到最大线程数时，会执行拒绝策略。常见的拒绝策略有：
  • AbortPolicy：直接抛出RejectedExecutionException异常。
  • CallerRunsPolicy：由提交任务的线程来执行任务。
  • DiscardPolicy：直接丢弃任务。
  • DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务，然后尝试提交新任务。

这些参数，直接影响线程池的性能和行为，需要根据实际情况进行调整。

如何优雅地关闭线程池？

关闭线程池，也需要讲究方法，不然可能会导致任务丢失或程序异常。

• shutdown(): 平滑关闭线程池。不再接受新的任务，但会等待已提交的任务执行完成。
• shutdownNow(): 立即关闭线程池。尝试停止所有正在执行的任务，并停止处理等待队列中的任务。返回等待队列中未执行的任务列表。

一般来说，推荐使用shutdown()方法，给线程一个缓冲时间，让它们把手头的工作做完。如果必须立即关闭，可以使用shutdownNow()，但要注意处理返回的未执行任务列表。

一个简单的例子：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);

// 提交任务
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    executor.submit(() -> {
        try {
            Thread.sleep(100); // 模拟任务执行时间
            System.out.println("Task executed by " + Thread.currentThread().getName());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}

// 关闭线程池
executor.shutdown();

try {
    executor.awaitTermination(1, TimeUnit.MINUTES); // 等待所有任务完成，最多等待1分钟
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}

System.out.println("All tasks completed.");

这段代码创建了一个固定大小的线程池，提交了 100 个任务，然后平滑关闭了线程池，并等待所有任务执行完成。注意awaitTermination方法，可以设置等待时间，避免程序一直阻塞。

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