線程池概述

Java線程池是一種池化技術，用于管理和復用線程，減少線程創建和銷毀的開銷，提高系統性能。Java通過java.util.concurrent包提供了強大的線程池支持。

線程池參數詳解

1. 核心參數

// 創建線程池的完整構造函數
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,              // 核心線程數int maximumPoolSize,           // 最大線程數long keepAliveTime,            // 空閑線程存活時間TimeUnit unit,                 // 時間單位BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 工作隊列ThreadFactory threadFactory,   // 線程工廠RejectedExecutionHandler handler  // 拒絕策略處理器
)

2. 參數詳細說明

corePoolSize（核心線程數）

• 線程池中保持的最小線程數量，即使它們是空閑的

• 除非設置了allowCoreThreadTimeOut，否則核心線程不會因空閑而被回收

maximumPoolSize（最大線程數）

• 線程池允許創建的最大線程數量

• 當工作隊列滿時，線程池會創建新線程直到達到此限制

keepAliveTime（線程空閑時間）

• 當線程數大于核心線程數時，空閑線程在終止前等待新任務的最長時間

• 僅適用于超出核心線程數的線程

unit（時間單位）

• keepAliveTime參數的時間單位

• 如TimeUnit.SECONDS、TimeUnit.MILLISECONDS等

workQueue（工作隊列）

• 用于保存等待執行的任務的阻塞隊列

• 常見實現：

  • ArrayBlockingQueue：有界隊列

  • LinkedBlockingQueue：無界隊列（默認Integer.MAX_VALUE）

  • SynchronousQueue：不存儲元素的隊列

  • PriorityBlockingQueue：具有優先級的隊列

threadFactory（線程工廠）

• 用于創建新線程的工廠

• 可以自定義線程名稱、優先級等

handler（拒絕策略）

• 當線程池和工作隊列都滿時，處理新提交任務的策略

• 內置策略：

  • AbortPolicy：默認策略，拋出RejectedExecutionException

  • CallerRunsPolicy：由調用線程執行該任務

  • DiscardPolicy：直接丟棄任務

  • DiscardOldestPolicy：丟棄隊列中最舊的任務并嘗試重新提交

線程池工作流程

1. 提交任務時，如果當前線程數小于corePoolSize，創建新線程執行任務

2. 如果線程數達到corePoolSize，新任務被放入工作隊列

3. 如果工作隊列已滿且線程數小于maximumPoolSize，創建新線程執行任務

4. 如果線程數達到maximumPoolSize且隊列已滿，觸發拒絕策略

代碼示例

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class ThreadPoolDemo {// 任務計數器private static AtomicInteger taskCount = new AtomicInteger(1);public static void main(String[] args) {// 創建線程池ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, // 核心線程數5, // 最大線程數60, // 空閑線程存活時間TimeUnit.SECONDS, // 時間單位new ArrayBlockingQueue<>(10), // 工作隊列（容量10）new CustomThreadFactory(), // 自定義線程工廠new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒絕策略);// 提交20個任務for (int i = 0; i < 20; i++) {try {executor.execute(new Task("Task-" + i));} catch (RejectedExecutionException e) {System.out.println("任務被拒絕: " + i);}}// 關閉線程池executor.shutdown();}// 自定義任務static class Task implements Runnable {private String name;public Task(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 執行 " + name);try {Thread.sleep(1000); // 模擬任務執行} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成 " + name);}}// 自定義線程工廠static class CustomThreadFactory implements ThreadFactory {private AtomicInteger threadCount = new AtomicInteger(1);@Overridepublic Thread newThread(Runnable r) {Thread thread = new Thread(r, "CustomThread-" + threadCount.getAndIncrement());thread.setDaemon(false);thread.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);return thread;}}
}

常用預定義線程池

Java通過Executors類提供了幾種常用的線程池：

1. newFixedThreadPool：固定大小線程池

2. newCachedThreadPool：可緩存線程池

3. newSingleThreadExecutor：單線程線程池

4. newScheduledThreadPool：定時任務線程池

// 使用示例
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

注意事項

1. 合理設置線程池大小，考慮CPU核心數和任務類型（I/O密集型或CPU密集型）

2. 避免使用無界隊列，可能導致內存溢出

3. 根據業務需求選擇合適的拒絕策略

4. 使用自定義線程工廠便于問題排查和監控

5. 正確關閉線程池，調用shutdown()或shutdownNow()

線程池是Java并發編程中的重要組件，合理使用可以顯著提高應用程序的性能和穩定性。