前言

Java 線程池是通過 java.util.concurrent 提供的 Executor 框架實現(xiàn)的。線程池主要由 ThreadPoolExecutor 類支持，它提供了靈活的配置參數(shù)，允許開發(fā)者根據(jù)需求調(diào)整線程池的行為和性能。

1. 線程池的構(gòu)造方法

ThreadPoolExecutor 提供了一個核心構(gòu)造方法，允許指定線程池的關(guān)鍵參數(shù)：

public ThreadPoolExecutor(
    int corePoolSize,
    int maximumPoolSize,
    long keepAliveTime,
    TimeUnit unit,
    BlockingQueue<Runnable> workQueue,
    ThreadFactory threadFactory,
    RejectedExecutionHandler handler
)

2. 線程池參數(shù)解析

2.1 核心參數(shù)

1. corePoolSize

• 定義：
  • 核心線程數(shù)，即線程池中始終保持存活的線程數(shù)量。
  • 即使線程池處于空閑狀態(tài)，核心線程也不會被回收（默認情況下）。
• 作用：
  • 在任務量較少時，線程池會優(yōu)先創(chuàng)建核心線程來執(zhí)行任務。
• 配置建議：
  • 根據(jù)系統(tǒng)負載和任務特性設(shè)置。

2. maximumPoolSize

• 定義：
  • 線程池中允許的最大線程數(shù)（包括核心線程）。
  • 當任務隊列滿時，線程池會繼續(xù)創(chuàng)建非核心線程，直到達到最大線程數(shù)。
• 作用：
  • 控制線程池的最大并發(fā)能力。
• 配置建議：
  • 設(shè)置為合適的值以避免線程過多導致系統(tǒng)資源耗盡。

3. keepAliveTime

• 定義：
  • 非核心線程的存活時間（當線程處于空閑狀態(tài)時）。
  • 超過此時間未執(zhí)行任務的非核心線程會被銷毀。
• 作用：
  • 控制線程池資源的回收效率。
• 配置建議：
  • 對于需要快速響應的線程池，可設(shè)置較短的存活時間。

4. unit

• 定義：
  • keepAliveTime 的時間單位。
  • 取值范圍為 TimeUnit 枚舉，包括：
    • TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）
    • TimeUnit.SECONDS（秒）
    • TimeUnit.MINUTES（分鐘）
• 作用：
  • 規(guī)范存活時間的粒度。

5. workQueue

• 定義：
  • 一個阻塞隊列，用于存儲等待執(zhí)行的任務。
  • 如果線程池中的線程數(shù)已達到 corePoolSize，新任務會被加入隊列等待。

常用隊列類型

• ArrayBlockingQueue：
  • 有界隊列，必須指定容量。
  • 當隊列滿時，新任務會觸發(fā)線程池擴容。
• LinkedBlockingQueue：
  • 無界隊列（理論上容量無限制）。
  • 如果使用無界隊列，maximumPoolSize 參數(shù)將失效。
• SynchronousQueue：
  • 不存儲任務的隊列，每次提交的任務必須直接交給線程處理。
  • 如果沒有空閑線程，線程池會立即創(chuàng)建新線程。
• PriorityBlockingQueue：
  • 支持任務排序的隊列。
  • 提交的任務會根據(jù)優(yōu)先級排序。

6. threadFactory

• 定義：
  • 用于創(chuàng)建線程的工廠類。
• 作用：
  • 可以自定義線程名稱、線程優(yōu)先級、是否為守護線程等。
• 示例：

  ThreadFactory factory = r -> {
      Thread thread = new Thread(r);
      thread.setName("CustomThread-" + thread.getId());
      return thread;
  };
  

7. handler

• 定義：
  • 拒絕策略，表示當線程池無法接受新任務時的處理方式。
• 觸發(fā)場景：
  • 當任務隊列已滿且線程池中的線程數(shù)已達到 maximumPoolSize 時。
• 常見策略（RejectedExecutionHandler 接口實現(xiàn)）：AbortPolicy（默認）：
  • 拋出 RejectedExecutionException 異常。
  CallerRunsPolicy：
  • 由提交任務的線程直接執(zhí)行任務。
  DiscardPolicy：
  • 丟棄任務，不拋出異常。
  DiscardOldestPolicy：
  • 丟棄最早的任務（隊列頭部任務），然后重新嘗試提交新任務。

2.2 線程池的工作流程

• 提交任務：
  • 任務通過 execute() 或 submit() 方法提交到線程池。
• 任務處理：
  • 如果線程數(shù)未達到 corePoolSize，創(chuàng)建新線程處理任務。
  • 如果線程數(shù)已達到 corePoolSize，任務進入 workQueue 等待。
  • 如果隊列已滿，且線程數(shù)小于 maximumPoolSize，創(chuàng)建新線程處理任務。
  • 如果隊列已滿，且線程數(shù)達到 maximumPoolSize，觸發(fā)拒絕策略。
• 線程回收：
  • 超過 keepAliveTime 未使用的非核心線程會被銷毀。

3. 常用線程池實現(xiàn)

Java 提供了一些線程池的便捷方法：

3.1 Executors 工廠方法

• newFixedThreadPool(int nThreads)：

  • 固定大小的線程池。
  • 核心線程數(shù)和最大線程數(shù)相等，使用無界隊列。

  ExecutorService fixedPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
  

• newCachedThreadPool()：

  • 可緩存線程池。
  • 線程池大小無限制，線程空閑超過 60 秒會被回收。

  ExecutorService cachedPool = Executors.newCachedThreadPool();
  

• newSingleThreadExecutor()：

  • 單線程的線程池。
  • 保證任務按提交順序執(zhí)行。

  ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
  

• newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：

  • 支持定時和周期性任務的線程池。

  ScheduledExecutorService scheduledPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
  

3.2 自定義線程池

通過 ThreadPoolExecutor 構(gòu)造一個自定義線程池：

ExecutorService customPool = new ThreadPoolExecutor(
    2,                      // 核心線程數(shù)
    4,                      // 最大線程數(shù)
    60,                     // 非核心線程存活時間
    TimeUnit.SECONDS,        // 存活時間單位
    new ArrayBlockingQueue<>(10), // 阻塞隊列
    Executors.defaultThreadFactory(), // 默認線程工廠
    new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 拒絕策略
);

4. 參數(shù)配置的優(yōu)化建議

4.1 核心線程數(shù)（corePoolSize）

• I/O 密集型任務：
  • 核心線程數(shù)通常設(shè)置為 2 * CPU 核心數(shù)。
  • 任務需要頻繁等待外部資源（如磁盤、網(wǎng)絡），線程數(shù)可以適當增加。
• CPU 密集型任務：
  • 核心線程數(shù)設(shè)置為 CPU 核心數(shù) + 1。
  • 線程數(shù)過多會增加上下文切換的開銷。

4.2 最大線程數(shù)（maximumPoolSize）

• 線程池的大小應在系統(tǒng)資源允許范圍內(nèi)，避免線程數(shù)過多導致資源耗盡。

4.3 隊列類型（workQueue）

• 短任務隊列：
  • 使用 SynchronousQueue，不存儲任務，適合高吞吐場景。
• 有限任務隊列：
  • 使用 ArrayBlockingQueue 限制隊列長度，防止內(nèi)存溢出。
• 優(yōu)先級隊列：
  • 使用 PriorityBlockingQueue，適合需要任務排序的場景。

4.4 拒絕策略（handler）

• 高可靠性：
  • 使用 CallerRunsPolicy，將任務回退到調(diào)用線程執(zhí)行。
• 低優(yōu)先級任務：
  • 使用 DiscardPolicy 或 DiscardOldestPolicy 丟棄任務。

5. 示例代碼

import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
            2,                      // 核心線程數(shù)
            4,                      // 最大
線程數(shù)
            60L,                    // 空閑線程存活時間
            TimeUnit.SECONDS,        // 時間單位
            new LinkedBlockingQueue<>(10), // 阻塞隊列
            Executors.defaultThreadFactory(), // 線程工廠
            new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒絕策略
        );

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            threadPool.execute(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is executing");
            });
        }

        threadPool.shutdown();
    }
}

6. 總結(jié)

通過合理配置線程池參數(shù)，可以顯著提升多線程程序的性能和資源利用率。

到此這篇關(guān)于java線程池參數(shù)舉例詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java線程池參數(shù)詳解內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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