多线程：四大线程池详解

new Thread 的弊端

首先看一段代码：

/**
 * Created by Zero on 2017/8/30.
 */
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread());
                }
            }).start();
        }
    }
}

Thread[Thread-0,5,main]
Thread[Thread-4,5,main]
Thread[Thread-3,5,main]
Thread[Thread-6,5,main]
Thread[Thread-7,5,main]
Thread[Thread-2,5,main]
Thread[Thread-1,5,main]
Thread[Thread-8,5,main]
Thread[Thread-9,5,main]
Thread[Thread-5,5,main]
Thread[Thread-10,5,main]
Thread[Thread-11,5,main]
Thread[Thread-12,5,main]
Thread[Thread-13,5,main]
... ...

先说一下此处的打印，第一个参数是当前线程名称，由于线程之间是异步执行，有的还没创建好，有的后来居上就执行完了，导致打印线程的名称会这样，第二个参数是优先级，默认都是5，第三个参数是线程组名称。

如果不停止程序，这段代码会不断创建和销毁线程，直到死机或者OOM，更尴尬的是此处的线程，还无法主动去中断。

上述的线程启动方式在日常开发中经常看到的，但是从性能和优化的角度来说，问题还真不小。

1. 每次都新建，性能较差(这个在线程池原理中有详细讲解)。
2. 线程缺乏统一管理，可能无限制的创建线程，互相竞争，会带来一些不必要的麻烦。
3. 可控性太差，比如定时定期执行，比如线程中断机制。

线程池的优点

java提供了四大线程池，主要针对new Thread的弊端讲述优点：

1. 降低资源消耗，不需要每次都是新建和销毁，性能得到了提高。
2. 统一管理，可有效控制最大并发量，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. 可控性很好，可以定期定时执行、线程中断机制等。

newCachedThreadPool

newCachedThreadPool：创建带有缓存的线程池。

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

/**
 * Created by Zero on 2017/8/30.
 */
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

    private static void test(){
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {

            cachedThreadPool.execute(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread());
                }
            });
        }
    }
}

Thread[pool-1-thread-2,5,main]
Thread[pool-1-thread-4,5,main]
Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thread[pool-1-thread-6,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-5,5,main]
Thread[pool-1-thread-7,5,main]
Thread[pool-1-thread-7,5,main]
Thread[pool-1-thread-5,5,main]
Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thread[pool-1-thread-4,5,main]
Thread[pool-1-thread-7,5,main]
Thread[pool-1-thread-6,5,main]
Thread[pool-1-thread-4,5,main]
... ...

由此可见，上述线程在新建的同时，还有部分线程被回收后再利用，刚刚做了下测试，在每次打印之前加了2ms的延迟，打印的都是“Thread[pool-1-thread-1,5,main]”。

线程池为无限大(其实是Interger. MAX_VALUE)，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，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

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。

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

/**
 * Created by Zero on 2017/8/30.
 */
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

    private static void test(){
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {

            fixedThreadPool.execute(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread());
                }
            });
        }
    }
}

Thread[pool-1-thread-2,5,main]
Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thread[pool-1-thread-2,5,main]
Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-2,5,main]
Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-3,5,main]
Thread[pool-1-thread-2,5,main]
... ...

此处配置最大的线程长度是3，由打印可看出，此处始终在三个线程中执行。

newScheduledThreadPool

newScheduledThreadPool：支持定时和周期性执行的线程池。

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * Created by Zero on 2017/8/30.
 */
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

    private static void test(){
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        /**
         * 延迟3秒执行
         */
        scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread());
            }
        }, 3000, TimeUnit.MILLISECONDS);

        /**
         * 延迟1秒后每3秒执行一次
         */
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread());
            }
        }, 1, 3000, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}

Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-2,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-1,5,main]
Thread[pool-1-thread-2,5,main]
Thread[pool-1-thread-2,5,main]
... ...

此方法无论任务执行时间长短，都是当第一个任务执行完成之后，延迟指定时间再开始执行第二个任务。

在日常开发中，newScheduledThreadPool可以作为timer的替代品，对比timer，newScheduledThreadPool更安全更强大。

newSingleThreadExecutor

newSingleThreadExecutor：从名称上便可以看出，此线程池是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。如果这个线程异常结束，会有另一个取代它，保证顺序执行。

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

/**
 * Created by Zero on 2017/8/30.
 */
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

    private static void test(){
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread());
                }
            });
        }
    }
}

得到的结果会一直是“Thread[pool-1-thread-1,5,main]”。

总结：对于任务量少或者只有一个任务的情况下，此时使用线程池显得高射炮打蚊子了，但是对于任务量多，单个任务处理的时间比较短的情况下，你会对线程池有不一样的体会和好感。