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Java中Executors類的用途掌握線程池工廠的創(chuàng)建方法

冰火之心

發(fā)布： 2025-06-23 15:46:01

原創(chuàng)

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如何使用executors創(chuàng)建線程池？1.使用newfixedthreadpool(int nthreads)創(chuàng)建固定大小的線程池；2.使用newcachedthreadpool()創(chuàng)建可緩存線程池；3.使用newsinglethreadexecutor()創(chuàng)建單線程線程池；4.使用newscheduledthreadpool(int corepoolsize)創(chuàng)建支持定時和周期任務(wù)的線程池。線程池的拒絕策略是什么？如何自定義拒絕策略？默認使用abortpolicy，其他內(nèi)置策略包括callerrunspolicy、discardpolicy和discardoldestpolicy，自定義需實現(xiàn)rejectedexecutionhandler接口并在創(chuàng)建線程池時傳入。如何優(yōu)雅地關(guān)閉線程池？調(diào)用shutdown()平滑關(guān)閉，調(diào)用shutdownnow()立即停止任務(wù)，結(jié)合awaittermination()等待任務(wù)完成或超時處理。如何監(jiān)控線程池的狀態(tài)？通過getpoolsize()、getactivecount()、getcompletedtaskcount()、gettaskcount()和getqueue().size()獲取狀態(tài)信息。executors創(chuàng)建的線程池有什么缺點？其隊列容量過大可能導(dǎo)致oom，newcachedthreadpool可能創(chuàng)建過多線程耗盡資源，推薦手動使用threadpoolexecutor創(chuàng)建以精確控制參數(shù)并避免風(fēng)險。

Java中Executors類的用途掌握線程池工廠的創(chuàng)建方法

Executors類是Java并發(fā)包中一個強大的工具類，它簡化了線程池的創(chuàng)建和管理，提供了一系列靜態(tài)工廠方法，幫助開發(fā)者快速構(gòu)建各種類型的線程池，而無需深入了解線程池的底層細節(jié)。

Executors類主要用于創(chuàng)建不同類型的線程池，它隱藏了線程池的復(fù)雜性，使開發(fā)者能夠更專注于任務(wù)的執(zhí)行。

如何使用Executors創(chuàng)建線程池？

Executors類提供了多種靜態(tài)工廠方法，用于創(chuàng)建不同類型的線程池，以下是一些常用的方法：

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newFixedThreadPool(int nThreads): 創(chuàng)建一個固定大小的線程池，池中始終保持指定數(shù)量的線程。如果所有線程都在忙碌，新的任務(wù)將被放入隊列中等待。
```
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    executor.execute(new Task(i));
}
executor.shutdown();
```
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newCachedThreadPool(): 創(chuàng)建一個可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務(wù)所需的數(shù)量，會自動回收空閑線程。當(dāng)有新任務(wù)提交時，如果沒有空閑線程可用，則會創(chuàng)建新的線程。這種線程池非常適合處理大量的短期異步任務(wù)。
```
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    executor.execute(new Task(i));
}
executor.shutdown();
```
登錄后復(fù)制
newSingleThreadExecutor(): 創(chuàng)建一個單線程的線程池。所有提交的任務(wù)都會按照先進先出的順序執(zhí)行。如果線程在執(zhí)行任務(wù)時發(fā)生異常，會創(chuàng)建一個新的線程來替代它，保證所有任務(wù)都會被執(zhí)行。
```
ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    executor.execute(new Task(i));
}
executor.shutdown();
```
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newScheduledThreadPool(int corePoolSize): 創(chuàng)建一個可以執(zhí)行定時任務(wù)和周期性任務(wù)的線程池。

ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(5);
executor.scheduleAtFixedRate(new Task(1), 1, 3, TimeUnit.SECONDS); // 每隔3秒執(zhí)行一次，延遲1秒后開始執(zhí)行

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線程池的拒絕策略是什么？如何自定義拒絕策略？

當(dāng)線程池的任務(wù)隊列已滿，且線程池中的所有線程都在忙碌時，如果再有新的任務(wù)提交，線程池會使用拒絕策略來處理這些任務(wù)。Executors創(chuàng)建的線程池默認使用ThreadPoolExecutor.AbortPolicy，該策略會直接拋出RejectedExecutionException異常。

Java提供了四種內(nèi)置的拒絕策略：

AbortPolicy: 默認策略，直接拋出RejectedExecutionException異常。
CallerRunsPolicy: 由提交任務(wù)的線程來執(zhí)行該任務(wù)。
DiscardPolicy: 直接丟棄該任務(wù)，不拋出異常。
DiscardOldestPolicy: 丟棄隊列中最老的未處理任務(wù)，然后嘗試執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)。

當(dāng)然，你也可以自定義拒絕策略，只需要實現(xiàn)RejectedExecutionHandler接口即可：

import java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

public class CustomRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {
    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        System.out.println("Task " + r.toString() + " rejected from " + executor.toString());
        // 可以添加自定義的拒絕處理邏輯，例如記錄日志、持久化任務(wù)等
    }
}

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然后，在創(chuàng)建線程池時，將自定義的拒絕策略傳遞給ThreadPoolExecutor的構(gòu)造函數(shù)：

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int corePoolSize = 5;
        int maxPoolSize = 10;
        long keepAliveTime = 5000;
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
                corePoolSize,
                maxPoolSize,
                keepAliveTime,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(100), // 任務(wù)隊列
                new CustomRejectedExecutionHandler() // 自定義拒絕策略
        );

        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            executor.execute(new Task(i));
        }

        executor.shutdown();
    }
}

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如何優(yōu)雅地關(guān)閉線程池？shutdown()和shutdownNow()有什么區(qū)別？

關(guān)閉線程池是一個重要的步驟，它可以防止資源泄漏。Executors創(chuàng)建的線程池提供了兩種關(guān)閉方法：shutdown()和shutdownNow()。

shutdown(): 平滑關(guān)閉線程池。它會阻止新的任務(wù)提交，但會等待所有已提交的任務(wù)執(zhí)行完成。
shutdownNow(): 立即關(guān)閉線程池。它會嘗試停止所有正在執(zhí)行的任務(wù)，并返回一個包含所有等待執(zhí)行的任務(wù)的列表。需要注意的是，shutdownNow()方法并不能保證所有任務(wù)都會被立即停止，因為某些任務(wù)可能正在執(zhí)行一些無法中斷的操作。

在調(diào)用shutdown()或shutdownNow()方法后，可以使用awaitTermination()方法來等待線程池中的所有任務(wù)執(zhí)行完成，或者等待指定的超時時間。

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
// 提交任務(wù)...
executor.shutdown(); // 阻止新的任務(wù)提交
try {
    if (!executor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) { // 等待60秒
        executor.shutdownNow(); // 如果超時，則嘗試立即停止所有任務(wù)
    }
} catch (InterruptedException e) {
    executor.shutdownNow(); // 如果當(dāng)前線程被中斷，則嘗試立即停止所有任務(wù)
}

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如何監(jiān)控線程池的狀態(tài)？

監(jiān)控線程池的狀態(tài)對于診斷性能問題和優(yōu)化線程池配置非常重要。ThreadPoolExecutor類提供了一些方法來獲取線程池的狀態(tài)信息：

getPoolSize(): 返回線程池中的線程數(shù)量。
getActiveCount(): 返回正在執(zhí)行任務(wù)的線程數(shù)量。
getCompletedTaskCount(): 返回已完成的任務(wù)數(shù)量。
getTaskCount(): 返回已提交的任務(wù)總數(shù)。
getQueue().size(): 返回任務(wù)隊列中的任務(wù)數(shù)量。

你可以使用這些方法來定期監(jiān)控線程池的狀態(tài)，并根據(jù)需要調(diào)整線程池的配置。例如，如果getQueue().size()持續(xù)增長，說明任務(wù)提交的速度超過了線程池的處理能力，可能需要增加線程池的大小。

ThreadPoolExecutor executor = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(10);
// 提交任務(wù)...

while (true) {
    System.out.println("Pool Size: " + executor.getPoolSize());
    System.out.println("Active Count: " + executor.getActiveCount());
    System.out.println("Completed Task Count: " + executor.getCompletedTaskCount());
    System.out.println("Task Count: " + executor.getTaskCount());
    System.out.println("Queue Size: " + executor.getQueue().size());
    Thread.sleep(1000); // 每隔1秒打印一次狀態(tài)信息
}

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Executors創(chuàng)建的線程池有什么缺點？為什么推薦使用ThreadPoolExecutor手動創(chuàng)建？

雖然Executors類簡化了線程池的創(chuàng)建，但它也存在一些缺點：

newFixedThreadPool()和newSingleThreadExecutor(): 它們的任務(wù)隊列使用了LinkedBlockingQueue，該隊列的默認容量是Integer.MAX_VALUE。如果任務(wù)提交的速度超過了線程池的處理能力，會導(dǎo)致大量的任務(wù)堆積在隊列中，最終可能導(dǎo)致OOM（OutOfMemoryError）異常。
newCachedThreadPool(): 它可以創(chuàng)建無限數(shù)量的線程，如果任務(wù)提交的速度過快，可能會創(chuàng)建大量的線程，導(dǎo)致系統(tǒng)資源耗盡。

因此，阿里巴巴Java開發(fā)手冊中建議使用ThreadPoolExecutor手動創(chuàng)建線程池，而不是使用Executors類。手動創(chuàng)建線程池可以更精確地控制線程池的參數(shù)，例如核心線程數(shù)、最大線程數(shù)、任務(wù)隊列的類型和容量、拒絕策略等，從而避免潛在的風(fēng)險。

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int corePoolSize = 5;
        int maxPoolSize = 10;
        long keepAliveTime = 5000;
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
                corePoolSize,
                maxPoolSize,
                keepAliveTime,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(100) // 任務(wù)隊列，設(shè)置容量
        );

        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            executor.execute(new Task(i));
        }

        executor.shutdown();
    }
}

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總之，Executors類是Java并發(fā)編程中一個非常有用的工具，但需要了解其潛在的風(fēng)險，并根據(jù)實際情況選擇合適的線程池創(chuàng)建方式。在大多數(shù)情況下，推薦使用ThreadPoolExecutor手動創(chuàng)建線程池，以便更好地控制線程池的參數(shù)，并避免潛在的OOM風(fēng)險。

以上就是Java中Executors類的用途掌握線程池工廠的創(chuàng)建方法的詳細內(nèi)容，更多請關(guān)注php中文網(wǎng)其它相關(guān)文章！