Java线程池的用法（附带示例）

当系统中存在大量并发线程，且每个线程仅执行短暂任务时，频繁创建和销毁线程会显著降低系统效率。这是因为线程的创建和销毁过程本身消耗时间。

是否存在一种机制，能够使线程被重复利用呢？也就是说，线程在完成一个任务后，不立即销毁，而是继续执行其他任务。解决方案是预先创建一组线程，并将它们存储在所谓的线程池中。

当需要执行任务时，可以直接从线程池中获取线程，任务完成后，线程被归还到线程池中，从而避免了频繁创建和销毁过程，实现了对线程的复用。这与生活中的公共交通工具模式类似。

线程池如下图所示：

图 1 线程池

线程池具有以下优点：

提高响应速度（减少创建新线程的时间）；
降低资源消耗（重复利用线程池中的线程，不需要每次都创建线程）；
便于线程管理。

线程池相关API

在 JDK 5.0 之前，我们必须手动自定义线程池。从 JDK 5.0 开始，Java 内置了与线程池相关的 API。java.util.concurrent 包中提供与线程池相关的 API——ExecutorService 和 Executors。

1) ExecutorService

ExecutorService 是真正的线程池接口，常见子类为 ThreadPoolExecutor：

void execute(Runnable command)：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行 Runnable；
<T> Future<T> submit(Callable<T> task)：执行任务，有返回值，一般用来执行 Callable；
void shutdown()：关闭连接池。

2) Executors

Executors 是一个线程池的工厂类，通过此类的静态工厂方法可以创建多种类型的线程池对象：

Executors.newCachedThreadPool()：创建一个可以根据需要创建新线程的线程池。
Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)：创建一个可以重用固定线程数的线程池。
Executors.newSingleThreadExecutor()：创建一个只有一个线程的线程池。
Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：创建一个线程池，它可以在给定的延迟时间后运行命令或定期运行命令。

【实例 1】创建线程池并利用线程池，代码如下：

public class NumberThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
            }
        }
    }
}

public class NumberThread02 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            if (i % 2 != 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
            }
        }
    }
}

import java.util.concurrent.Callable;

public class NumberThread03 implements Callable {
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int evenSum = 0; // 记录偶数的和
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                evenSum += i;
            }
        }
        return evenSum;
    }
}

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

public class ThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 1．提供指定线程数量的线程池
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;
        // 设置线程池的属性
        System.out.println(service.getClass()); // ThreadPoolExecutor
        service1.setMaximumPoolSize(50); // 设置线程池中线程数的上限

        // 2.执行指定线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
        service.execute(new NumberThread());    // 适用于Runnable
        service.execute(new NumberThread02());  // 适用于Runnable
        try {
            Future future = service.submit(new NumberThread03()); // 适用于Callable
            System.out.println("总和为:" + future.get());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 3.关闭连接池
        service.shutdown();
    }
}

在上述代码中，我们构建了一个线程池，并在 NumberThread03 类中通过实现 Callable 接口采用了 JDK 5.0 引入的一种新型线程创建方式。submit() 方法适用于通过 Callable 接口创建的线程。

Java线程池的用法（附带示例）

线程池相关API

1) ExecutorService

2) Executors

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