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浅析线程池工具类Executors

news 2025/8/9 10:53:04

介绍

Executors 是 Java 中的一个工具类，它位于 java.util.concurrent 包中，提供了几种便捷的方法来创建和管理线程池。它的主要目的是简化线程池的使用，尤其是在不需要特别细致配置的情况下。

尽管 Executors 提供了简单的接口来创建线程池，但它的默认配置并不总是适用于所有场景，特别是在高并发、负载变化较大的情况下，可能会导致性能问题。

Executors提供的方法

1. `newFixedThreadPool(int nThreads)` 无限队列

描述：创建一个固定大小的线程池，线程池中有固定的 nThreads 个线程。
特点：所有线程始终处于空闲或工作状态。任务会被提交到队列中，当所有线程都在工作时，新任务会排队等待。
适用场景：适用于任务数量固定的情况，且每个任务都需要一个独立的线程来处理。

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

2. `newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory)` 无限队列

描述：创建一个固定大小的线程池，并使用指定的 ThreadFactory 来创建新线程。
特点：与 newFixedThreadPool 相同，但可以自定义线程的创建方式（例如设置线程名称、优先级等）。
适用场景：需要自定义线程属性的场景，例如设置线程名称、优先级、Daemon 线程等。

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

3. `newWorkStealingPool(int parallelism)`

描述：创建一个支持工作窃取（work-stealing）算法的线程池。线程池中最大线程数由 parallelism 参数指定。
特点：适用于高并发任务，能够动态调整线程数，采用工作窃取机制以提高并发性能。
适用场景：适用于 CPU 密集型任务，尤其是那些独立并且相互不依赖的任务。

public static ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism) {return new ForkJoinPool(parallelism, ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, true);
}

4. `newWorkStealingPool()`

描述：创建一个工作窃取线程池，默认的 parallelism 设置为系统可用的处理器数。
特点：根据系统的处理器数动态调整线程池大小。
适用场景：适用于并行度依赖于 CPU 核心数的任务。

public static ExecutorService newWorkStealingPool() {return new ForkJoinPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors(), ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, true);
}

5. `newSingleThreadExecutor()` 无限队列

描述：创建一个只有单个工作线程的线程池，任务会按顺序执行。
特点：所有任务按顺序执行，一个接一个，适用于任务之间有顺序依赖的场景。
适用场景：适用于顺序执行的任务，如日志处理、文件系统操作等。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {return newSingleThreadExecutor(defaultThreadFactory());
}

6. `newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory)` 无限队列

描述：创建一个单线程的线程池，并使用指定的 ThreadFactory 来创建线程。
特点：与 newSingleThreadExecutor 相同，但可以自定义线程的创建方式。
适用场景：需要自定义单线程池中线程的属性的场景。

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

7. `newCachedThreadPool()` 无限线程

描述：创建一个可缓存的线程池，线程池中的线程数会动态变化。
特点：如果有空闲线程，新的任务会复用这些线程；如果没有空闲线程，则会创建新线程。空闲线程会在 60 秒后被回收。
适用场景：适用于任务执行时间较短、数量变化较大的场景。

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

8. `newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory)` 无限线程

描述：创建一个可缓存的线程池，使用指定的 ThreadFactory 来创建线程。
特点：与 newCachedThreadPool 相同，但可以自定义线程的创建方式。
适用场景：需要自定义线程池中线程属性的场景。

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

9. `newThreadPerTaskExecutor(ThreadFactory threadFactory)`

描述：为每个任务创建一个新的线程，线程数没有上限。
特点：每个任务都会创建一个新线程，适用于执行单独的、短时间任务。
适用场景：适用于每个任务需要独立线程的场景，但如果任务数过多，可能会消耗大量系统资源。

public static ExecutorService newThreadPerTaskExecutor(ThreadFactory threadFactory) {return ThreadPerTaskExecutor.create(threadFactory);
}

10. `newVirtualThreadPerTaskExecutor()` 虚拟线程

描述：为每个任务创建一个新的虚拟线程。虚拟线程是 Java 19 引入的一种轻量级线程，适合处理大量短生命周期的任务。
特点：线程的创建和销毁开销较小，适合高并发的轻量任务。
适用场景：适用于大量并发的 I/O 密集型任务。

public static ExecutorService newVirtualThreadPerTaskExecutor() {ThreadFactory factory = Thread.ofVirtual().factory();return newThreadPerTaskExecutor(factory);
}

11. `newSingleThreadScheduledExecutor()`

描述：创建一个单线程的调度线程池，用于调度延迟执行或定期执行的任务。
特点：任务会按顺序执行，且保证任务是按顺序延迟或定期执行的。
适用场景：适用于需要定时执行的单线程任务，如定时任务调度。

public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {return new DelegatedScheduledExecutorService(new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}

12. `newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory)`

描述：创建一个单线程的调度线程池，并使用指定的 ThreadFactory 创建线程。
特点：与 newSingleThreadScheduledExecutor 相同，但可以自定义线程的创建方式。
适用场景：需要自定义调度线程的场景。

public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory) {return new DelegatedScheduledExecutorService(new ScheduledThreadPoolExecutor(1, threadFactory));
}

13. `newScheduledThreadPool(int corePoolSize)`

描述：创建一个可以定期或延迟执行任务的线程池，线程池的大小由 corePoolSize 决定。
特点：可以调度任务执行延迟或周期性任务。线程池的大小是 corePoolSize，即使线程空闲也会保持这些线程。
适用场景：适用于周期性任务或定时任务的调度。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

14. `newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory)`

描述：创建一个带有自定义线程工厂的定时任务线程池。
特点：与 newScheduledThreadPool(int corePoolSize) 相同，但使用指定的 ThreadFactory 创建线程。
适用场景：需要自定义调度线程的场景。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
}