Java并发编程：Java的四种线程池的使用，以及自定义线程工厂
引言
通过前面的文章，我们学习了Executor框架中的核心类ThreadPoolExecutor ，对于线程池的核心调度机制有了一定的了解，并且成功使用ThreadPoolExecutor 创建了线程池。
而在Java中，除了ThreadPoolExecutor ，Executor框架中还提供了四种线程池，这四种线程池都是直接或间接配置ThreadPoolExecutor的参数实现的，对于ThreadPoolExecutor类不熟悉的读者可以参考Java并发编程：Java线程池核心ThreadPoolExecutor的使用和原理分析
四种线程池
四种线程池分别是：newCachedThreadPool、newFixedThreadPool 、newScheduledThreadPool 和newSingleThreadExecutor ，下面对这几个线程池一一讲解。
newCachedThreadPool：可缓存的线程池
源码：
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
newCachedThreadPool的方法中是返回一个ThreadPoolExecutor实例，从源码中可以看出该线程池的特点：
1、该线程池的核心线程数量是0，线程的数量最高可以达到Integer 类型最大值；
2、创建ThreadPoolExecutor实例时传过去的参数是一个SynchronousQueue实例，说明在创建任务时，若存在空闲线程就复用它，没有的话再新建线程。
3、线程处于闲置状态超过60s的话，就会被销毁。
用法：
public static void main(String[] args) {
//定义ExecutorService实例
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
try {
Thread.sleep(index * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//调用execute方法
cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread() + ":" + index);
}
});
}
}
上面的代码因为每次循环都是隔一秒执行，这个时间足够之前的线程工作完毕，并在新循环中复用这个线程，程序的运行结果如下：
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:0
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:1
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:2
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:3
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:4
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:5
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:6
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:7
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:8
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:9
newFixedThreadPool：定长线程池
源码：
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
线程池特点：
1、线程池的最大线程数等于核心线程数，并且线程池的线程不会因为闲置超时被销毁。
2、使用的列队是LinkedBlockingQueue，表示如果当前线程数小于核心线程数，那么即使有空闲线程也不会复用线程去执行任务，而是创建新的线程去执行任务。如果当前执行任务数量大于核心线程数，此时再提交任务就在队列中等待，直到有可用线程。
用法：
public static void main(String[] args) {
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
try {
Thread.sleep(index * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread() + ":" + index);
}
});
}
}
定义一个线程数为3的线程池，循环10次执行，可以发现运行的线程永远只有三个，结果如下：
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:0
Thread[pool-1-thread-2,5,main]:1
Thread[pool-1-thread-3,5,main]:2
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:3
Thread[pool-1-thread-2,5,main]:4
Thread[pool-1-thread-3,5,main]:5
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:6
Thread[pool-1-thread-2,5,main]:7
Thread[pool-1-thread-3,5,main]:8
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:9
newSingleThreadExecutor：单线程线程池
源码：
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
从源码就可以看出，该线程池基本就是只有一个线程数的newFixedThreadPool，它只有一个线程在工作，所有任务按照指定顺序执行。
用法：
和newFixedThreadPool类似，只是一直只有一个线程在工作，这里就不贴代码了。
newScheduledThreadPool：支持定时的定长线程池
源码：
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}
newScheduledThreadPool的方法不是直接返回一个ThreadPoolExecutor实例，而是通过有定时功能的ThreadPoolExecutor，也就是ScheduledThreadPoolExecutor 来返回ThreadPoolExecutor实例，从源码中可以看出：
1、该线程池可以设置核心线程数量，最大线程数与newCachedThreadPool一样，都是Integer.MAX_VALUE。
2、该线程池采用的队列是DelayedWorkQueue，具有延迟和定时的作用。
用法：
public static void main(String[] args) {
ExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
//延迟3秒执行，只执行一次
((ScheduledExecutorService) scheduledThreadPool).schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("延迟========");
}
},3,TimeUnit.SECONDS);
//延迟1秒后每隔两秒执行一次
((ScheduledExecutorService) scheduledThreadPool).scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("执行============");
}
},1,2,TimeUnit.SECONDS); //单位是秒
}
自定义ThreadFactory
四种线程池的使用就说到这里了，值得说明的是，除了上面的参数外，Executors类中还给这四种线程池提供了可传ThreadFactory的重载方法，以下是它们的源码：
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory));
}
public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>(),
threadFactory);
}
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(
int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
}
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory);
}
ThreadFactory是一个接口类，也就是我们经常说的线程工厂，只有一个方法，可以用于创建线程：
Thread newThread(Runnable r);
默认情况下，ThreadPoolExecutor构造器传入的ThreadFactory 参数是Executors类中的defaultThreadFactory()，相当于一个线程工厂，帮我们创建了线程池中所需的线程。
除此之外，我们也可以自定义ThreadFactory，并根据自己的需要来操作线程，下面是实例代码：
public static void main(String[] args) {
ExecutorService service = new ThreadPoolExecutor(5, 5, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>(), new ThreadFactory() {
@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
Thread t = new Thread(r);
System.out.println("我是线程" + r);
return t;
}
}
);
//用lambda表达式编写方法体中的逻辑
Runnable run = () -> {
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
};
for (int i = 0; i < 5; i++) {
service.submit(run);
}
//这里一定要做关闭
service.shutdown();
}
运行代码后，控制行会输出五行 “我是线程java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor。。。。。”的信息，也证明了我们自定义的ThreadFactory起到了作用。
