Java线程池深度指南：从基础使用到高级优化实例

admin 2025-06-25 阅读:11 评论:0

在Java并发编程中，线程池是最重要的工具之一。合理使用线程池可以显著提升程序性能，降低资源消耗。本文将深入讲解Java线程池的7个典型使用场景，并附完整代码示例。一、线程池基础回顾 Java通过java.util.concurrent.E...

在Java并发编程中，线程池是最重要的工具之一。合理使用线程池可以显著提升程序性能，降低资源消耗。本文将深入讲解Java线程池的7个典型使用场景，并附完整代码示例。

一、线程池基础回顾

Java通过java.util.concurrent.ExecutorService接口提供线程池功能，最常用的实现是ThreadPoolExecutor。创建线程池的推荐方式是使用Executors工厂类，但理解核心参数至关重要：

Java线程池深度指南：从基础使用到高级优化实例

corePoolSize：核心线程数
maximumPoolSize：最大线程数
keepAliveTime：线程空闲时间
workQueue：任务队列
threadFactory：线程工厂
handler：拒绝策略

二、7个线程池实战案例

案例1：固定大小线程池处理IO密集型任务

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    executor.submit(() -> {
        // 模拟IO操作
        try {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("处理完成：" + Thread.currentThread().getName());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}
executor.shutdown();

案例2：可缓存线程池处理CPU密集型任务

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    final int taskId = i;
    executor.execute(() -> {
        // 复杂计算
        System.out.println("计算任务" + taskId + "由" + Thread.currentThread().getName() + "执行");
    });
}

案例3：定时任务线程池

ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(2);
// 延迟执行
scheduler.schedule(() -> System.out.println("延迟5秒执行"), 5, TimeUnit.SECONDS);
// 周期性执行
scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> System.out.println("每3秒执行一次"), 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

案例4：自定义线程池参数

ThreadPoolExecutor customExecutor = new ThreadPoolExecutor(
    2, // 核心线程数
    10, // 最大线程数
    60, TimeUnit.SECONDS, // 空闲时间
    new ArrayBlockingQueue<>(100), // 任务队列
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒绝策略
);

案例5：获取任务执行结果

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
List<Future<Integer>> results = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    final int num = i;
    Future<Integer> future = executor.submit(() -> {
        Thread.sleep(1000);
        return num * num;
    });
    results.add(future);
}

for (Future<Integer> f : results) {
    System.out.println("结果：" + f.get());
}

案例6：优雅关闭线程池

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 提交任务...

executor.shutdown(); // 不再接受新任务
try {
    if (!executor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
        executor.shutdownNow(); // 强制终止
    }
} catch (InterruptedException e) {
    executor.shutdownNow();
    Thread.currentThread().interrupt();
}

案例7：监控线程池状态

ThreadPoolExecutor executor = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(3);

// 定期监控
ScheduledExecutorService monitor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
monitor.scheduleAtFixedRate(() -> {
    System.out.println("活跃线程数：" + executor.getActiveCount());
    System.out.println("已完成任务数：" + executor.getCompletedTaskCount());
    System.out.println("队列大小：" + executor.getQueue().size());
}, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);