Java中常用的線程池有哪些

線程池是一種多線程處理形式，處理過程中將任務添加到隊列，然后在創建線程后自動啟動這些任務。線程池線程都是后臺線程。每個線程都使用默認的堆棧大小，以默認的優先級運行，并處于多線程單元中。如果某個線程在托管代碼中空閑(如正在等待某個事件),則線程池將插入另一個輔助線程來使所有處理器保持繁忙。如果所有線程池線程都始終保持繁忙，但隊列中包含掛起的工作，則線程池將在一段時間后創建另一個輔助線程但線程的數目永遠不會超過最大值。超過最大值的線程可以排隊，但他們要等到其他線程完成后才啟動。

newSingleThreadExecutor

首先，看一下這種線程池的創建方法：

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

從構造方法可以看出，它創建了一個單線程化的線程池，它只會用唯一的工作線程來執行任務，保證所有任務按照指定順序執行。
那么，如何使用newSingleThreadExecutor呢？我們來舉個例子：

public class OneMoreStudy {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            final int index = i;
            singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(
                                    "HH:mm:ss");
                            System.out.println("運行時間: " +
                                sdf.format(new Date()) + " " + index);
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
        }

        singleThreadExecutor.shutdown();
    }
}

因為該線程池類似于單線程執行，所以先執行完前一個任務后，再順序執行下一個任務，
運行結果如下：

運行時間: 08:54:17 0
運行時間: 08:54:19 1
運行時間: 08:54:21 2
運行時間: 08:54:23 3
運行時間: 08:54:25 4

有的同學可能會質疑：既然類似于單線程執行，那么這種線程池還有存在的必要嗎？這里的單線程執行指的是線程池內部，從線程池外的角度看，主線程在提交任務到線程池時并沒有阻塞，仍然是異步的。

newScheduledThreadPool

這個方法創建了一個固定大小的線程池，支持定時及周期性任務執行。
首先看一下定時執行的例子：

public class OneMoreStudy {
    public static void main(String[] args) {
        final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        System.out.println("提交時間: " + sdf.format(new Date()));
        scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("運行時間: " + sdf.format(new Date()));
                }
            }, 3, TimeUnit.SECONDS);
        scheduledThreadPool.shutdown();
    }
}

使用該線程池的schedule方法，延遲3秒鐘后執行任務，運行結果如下：

提交時間: 09:11:39
運行時間: 09:11:42

再看一下周期執行的例子：

public class OneMoreStudy {
    public static void main(String[] args) {
        final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        System.out.println("提交時間: " + sdf.format(new Date()));
        scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("運行時間: " + sdf.format(new Date()));
                }
            }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
        Thread.sleep(10000);
        scheduledThreadPool.shutdown();
    }
}

使用該線程池的scheduleAtFixedRate方法，延遲1秒鐘后每隔3秒執行一次任務，運行結果如下：

提交時間: 09:23:20
運行時間: 09:23:21
運行時間: 09:23:24
運行時間: 09:23:27

newFixedThreadPool

首先，看一下這種線程池的創建方法：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

從構造方法可以看出，它創建了一個固定大小的線程池，每次提交一個任務就創建一個線程，直到線程達到線程池的最大值nThreads。線程池的大小一旦達到最大值后，再有新的任務提交時則放入***阻塞隊列中，等到有線程空閑時，再從隊列中取出任務繼續執行。
那么，如何使用newFixedThreadPool呢？我們來舉個例子：

public class OneMoreStudy {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            final int index = i;
            fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(
                                    "HH:mm:ss");
                            System.out.println("運行時間: " +
                                sdf.format(new Date()) + " " + index);
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
        }

        fixedThreadPool.shutdown(); 
    }
}

上面的例子中創建了一個固定大小為3的線程池，然后在線程池提交了5個任務。在提交第4個任務時，因為線程池的大小已經達到了3并且前3個任務在運行中，所以第4個任務被放入了隊列，等待有空閑的線程時再被運行。運行結果如下（注意前3個任務和后2個任務的運行時間）：

運行時間: 08:09:02 1
運行時間: 08:09:02 2
運行時間: 08:09:02 0
運行時間: 08:09:04 4
運行時間: 08:09:04 3

newCachedThreadPool

首先，看一下這種線程池的創建方法：

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

從構造方法可以看出，它創建了一個可緩存的線程池。當有新的任務提交時，有空閑線程則直接處理任務，沒有空閑線程則創建新的線程處理任務，隊列中不儲存任務。線程池不對線程池大小做限制，線程池大小完全依賴于操作系統（或者說JVM）能夠創建的最大線程大小。如果線程空閑時間超過了60秒就會被回收。
那么，如何使用newCachedThreadPool呢？我們來舉個例子：

public class OneMoreStudy {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            final int index = i;
            cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try {
                            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(
                                    "HH:mm:ss");
                            System.out.println("運行時間: " +
                                sdf.format(new Date()) + " " + index);
                            Thread.sleep(2000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
        }

        cachedThreadPool.shutdown();
    }
}

因為這種線程有新的任務提交，就會創建新的線程（線程池中沒有空閑線程時），不需要等待，所以提交的5個任務的運行時間是一樣的，運行結果如下：

運行時間: 08:45:18 2
運行時間: 08:45:18 1
運行時間: 08:45:18 3
運行時間: 08:45:18 4
運行時間: 08:45:18 0