原创

Java面试高级篇—详谈Java四种线程池及new Thread的弊端面试题14期

new Thread的弊端

执行异步任务只是如下new Thread吗?

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
    }
}).start();


那你就太out了,new Thread的弊端如下:

1)每次通过new Thread()创建对象性能不佳。

2)线程缺乏统一管理,可能无限制新建线程,相互之间竞争,及可能占用过多系统资源导致死机或oom。

3)缺乏更多功能,如定时执行、定期执行、线程中断。


相比new Thread,Java提供的四种线程池的好处在于: 

1)重用存在的线程,减少对象创建、消亡的开销,提升性能。

2)可有效控制最大并发线程数,提高系统资源的使用率,同时避免过多资源竞争,避免堵塞。

3)提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。


Java 线程池

Java通过Executors提供四种线程池,分别为: 

newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。 

newFixedThreadPool 创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。 

newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。 

newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。


Java里面线程池的顶级接口是Executor,但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。下面这张图完整描述了线程池的类体系结构:

image.png

1. newCachedThreadPool

创建一个可根据需要创建新线程的线程池,但是在以前构造的线程可用时将重用它们。对于执行很多短期异步任务的程序而言,这些线程池通常可提高程序性能。调用 execute 将重用以前构造的线程(如果线程可用)。如果现有线程没有可用的,则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。因此,长时间保持空闲的线程池不会使用任何资源。

public static ExecutorService newCachedThreadPool()


示例代码:

public class ThreadPoolExecutorTest {
   public static void main(String[] args ) {
    ExecutorService cacheThreadPool =Executors.newCachedThreadPool();
     for(int i =1;i<=5;i++){
       final int index=i ;
       try{
        Thread.sleep(1000);
      }catch(InterruptedException e ) {
         e.printStackTrace();
      }
       cacheThreadPool.execute(new Runnable(){
         @Override
         public void run() {
          System.out.println("第" +index +"个线程" +Thread.currentThread().getName());  
        }  
      });
    }
  }
}


//输出结果

第1个线程pool-1-thread-1

第2个线程pool-1-thread-1

第3个线程pool-1-thread-1

第4个线程pool-1-thread-1 第5个线程pool-1-thread-1  

由结果可看出 当执行第二个任务时第一个任务已经完成,会复用执行第一个任务的线程,而不用每次新建线程。


2. newFixedThreadPool

创建一个指定工作线程数量的线程池。每当提交一个任务就创建一个工作线程,如果工作线程数量达到线程池初始的最大数,则将提交的任务存入到池队列中。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)


nThreads - 池中的线程数

示例代码:

public class ThreadPoolExecutorTest {
   public static void main(String[] args) {
    ExecutorService fixedThreadPool =Executors. newFixedThreadPool(3);
     for (int i =1; i<=5;i++){
       final int index=i ;
       fixedThreadPool.execute(new Runnable(){
         @Override
         public void run() {
           try {
            System.out.println("第" +index + "个线程" +Thread.currentThread().getName());
            Thread.sleep(1000);
          } catch(InterruptedException e ) {
             e .printStackTrace();
          }
        }
 
      });
    }
  }
}

由于设置最大线程数为3,所以在输出三个数后等待2秒后才继续输出。


2. newScheduledThreadPool

创建一个线程池,它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)


corePoolSize - 池中所保存的线程数,即使线程是空闲的也包括在内。

延迟执行示例代码:

public class ThreadPoolExecutorTest {  
  public static void main(String[] args) {
    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool= Executors.newScheduledThreadPool(3);   
    scheduledThreadPool.schedule(newRunnable(){     
      @Override
      public void run() {
       System.out.println("延迟三秒");
       }
   }, 3, TimeUnit.SECONDS);
  }
}

表示延迟3秒执行。


定期执行示例代码:

public class ThreadPoolExecutorTest {  
  public static void main(String[] args) {
 
    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool= Executors.newScheduledThreadPool(3);    
  scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(newRunnable(){    
    @Override      
    public void run() {
       System.out.println("延迟1秒后每三秒执行一次");
     }
   },1,3,TimeUnit.SECONDS);
 }
 
}

表示延迟1秒后每3秒执行一次。


4.newSingleThreadExecutor

创建一个使用单个 worker 线程的 Executor,以无界队列方式来运行该线程。(注意,如果因为在关闭前的执行期间出现失败而终止了此单个线程,那么如果需要,一个新线程将代替它执行后续的任务)。可保证顺序地执行各个任务,并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。与其他等效的 newFixedThreadPool(1)不同,可保证无需重新配置此方法所返回的执行程序即可使用其他的线程。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()


示例代码:

public class ThreadPoolExecutorTest {  
  public static void main(String[] args) {
    ExecutorService singleThreadPool= Executors.newSingleThreadExecutor();    
    for(int i=1;i<=5;i++){      
      int index=i;      
    singleThreadPool.execute(new Runnable(){
       @Override
       public void run() {         
        try{
         System.out.println("第"+index+"个线程");
        Thread.sleep(2000);
         }catch(InterruptedException e) {            
          e.printStackTrace();
        }
      } });
    }
  }
}

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