Java四种常用线程池的详细介绍

线程池的作用

在高并发处理场景下，线程的创建、销毁以及上下文切换会消耗大量的CPU和内存资源，从而影响系统的性能。为了解决这个问题，Java提供了线程池来管理线程，使得线程的创建、销毁、复用和调度都可以由线程池来完成，从而减少线程的创建和销毁带来的开销，提高系统的并发处理能力。

Java中线程池的实现

Java中的线程池是通过Executor框架实现的。Executor框架为我们提供了一个可让我们更加方便、更加可控、更加易于使用的线程池，同时也为我们规定了线程池的统一标准。

Java中通过Executors类提供了四种常用的线程池，分别是FixedThreadPool、SingleThreadExecutor、CachedThreadPool和ScheduledThreadPool。下面分别对这四种线程池进行详细介绍。

1. FixedThreadPool

在FixedThreadPool中，池大小是固定的，当有新的任务提交时，如果线程池中空闲线程的数目不小于池大小，那么任务就会交给这些空闲线程来处理，否则任务就会被放进任务队列等待有空闲线程去处理。当空闲线程有多于池大小的时候，超出池大小的线程会被回收。

FixedThreadPool适用于负载比较重的服务器，为了更好的利用CPU，内存等资源，一般根据实际情况设置固定大小，使系统中的线程数不会过多。

下面是FixedThreadPool的示例代码：

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    executorService.execute(new MyTask(i));
}
executorService.shutdown();

2. SingleThreadExecutor

SingleThreadExecutor适用于需要保证顺序执行各个任务，且在任意时间点，不会有多个线程同时处于活动状态的场景。

SingleThreadExecutor只会使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。如果这个线程因为异常结束，那么一个等待的线程会代替它工作，确保顺序执行。

下面是SingleThreadExecutor的示例代码：

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    executorService.execute(new MyTask(i));
}
executorService.shutdown();

3. CachedThreadPool

CachedThreadPool适用于任务执行时间比较短的场景，需要创建大量的短时间任务的场景。CachedThreadPool每次会根据当前任务数目动态调整线程池大小，线程数目不固定，可以无限扩大，如果长时间的保持空闲，也会释放多余的线程资源，适合处理大量、耗时较少的任务。

下面是CachedThreadPool的示例代码：

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    executorService.execute(new MyTask(i));
}
executorService.shutdown();

4. ScheduledThreadPool

ScheduledThreadPool适用于需要多个后台线程执行周期性任务的场景，并且需要控制多个线程执行的时间顺序。在ScheduledThreadPool中，corePoolSize指定了同时执行的线程数，maximumPoolSize指定池的最大线程数，任务队列采用DelayQueue。

下面是ScheduledThreadPool的示例代码：

ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new MyTask(), 10, 5, TimeUnit.SECONDS);

在以上示例代码中，第一个参数是需要周期执行的任务，第二个参数指定延迟时间，第三个参数指定周期时间，第四个参数指定时间单位。

总结

四种常用的线程池的基本特性和使用场景已经介绍完毕，根据实际情况选择合适的线程池，可以提高系统的并发处理能力，优化系统性能。