Java中的執行緒池

在Java中，執行緒池被用來管理執行緒的建立、維護和銷毀等任務。執行緒池中包含了一組執行緒和一個任務佇列，當有任務需要執行時，執行緒池中的執行緒會自動取得任務並執行，任務執行完畢後，執行緒也會被回收到執行緒池中重複利用。

Java中的執行緒池API提供了一個Executors類別來幫助我們建立執行緒池，提供了四種執行緒池的實作方式：FixedThreadPool、CachedThreadPool、SingleThreadExecutor和ScheduledThreadPool。

FixedThreadPool

固定大小的執行緒池，只有在工作執行緒數沒有達到執行緒池大小的時候才會新執行緒來執行任務。執行緒池可以透過建構函式指定最大執行緒數，如果沒有指定，則預設為Integer.MAX_VALUE。

範例程式碼：

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    executorService.execute(()->{
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is executing task ");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}

執行結果：

pool-1-thread-1 is executing task 
pool-1-thread-3 is executing task 
pool-1-thread-5 is executing task 
pool-1-thread-2 is executing task 
pool-1-thread-4 is executing task 
pool-1-thread-5 is executing task 
pool-1-thread-3 is executing task 
pool-1-thread-1 is executing task 
pool-1-thread-2 is executing task 
pool-1-thread-4 is executing task 

CachedThreadPool

可快取的執行緒池，當執行緒數超過了目前所需的數量時，會將多餘的執行緒回收到執行緒池中，不需要的時候會自動銷毀。如果線程池沒有可用的線程，又有新的任務到來，線程池會建立一個新的線程來執行任務，直到線程池大小達到了Integer.MAX_VALUE的限制。

範例程式碼：

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    executorService.execute(()->{
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is executing task ");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}

執行結果：

pool-1-thread-1 is executing task 
pool-1-thread-2 is executing task 
pool-1-thread-3 is executing task 
pool-1-thread-4 is executing task 
pool-1-thread-5 is executing task 
pool-1-thread-6 is executing task 
pool-1-thread-7 is executing task 
pool-1-thread-8 is executing task 
pool-1-thread-9 is executing task 
pool-1-thread-10 is executing task 

SingleThreadExecutor

單執行緒的執行緒池，只有一個工作線程，可以保證所有任務按照指定的順序來執行（FIFO、LIFO、優先權等），相當於一個特殊的FixedThreadPool。

範例程式碼：

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    executorService.execute(()->{
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is executing task ");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}

執行結果：

pool-1-thread-1 is executing task 
pool-1-thread-1 is executing task 
pool-1-thread-1 is executing task
......

ScheduledThreadPool

定時排程的執行緒池，可以依照指定的延遲時間或週期性地來執行任務，可以實現定時任務或週期性任務。線程池的大小可以指定，如果沒有指定則預設為Integer.MAX_VALUE。

範例程式碼：

ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(3);
ScheduledFuture<?> future = scheduledExecutorService.schedule(()->{
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is executing delay task ");
}, 5, TimeUnit.SECONDS);
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(()->{
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" is executing periodic task ");
}, 2, 3, TimeUnit.SECONDS);

運行結果：

pool-1-thread-1 is executing periodic task 
pool-1-thread-2 is executing periodic task 
pool-1-thread-3 is executing periodic task 
pool-1-thread-1 is executing periodic task 
pool-1-thread-3 is executing periodic task 
pool-1-thread-2 is executing periodic task 
pool-1-thread-3 is executing periodic task 
pool-1-thread-2 is executing periodic task 
......
pool-1-thread-1 is executing delay task 

總結

執行緒池在多執行緒開發中是一個極其重要的概念，可以有效地減少執行緒的建立、銷毀和上下文切換等開銷，提升系統效能和可維護性。 Java中提供了Executors類別來方便地建立線程池，並提供了不同的實作方式來應對不同的應用場景。開發人員在使用執行緒池的時候需要根據具體的需求和負載情況，選擇合適的實作方式來達到最佳的效能和效果。

以上是Java中的執行緒池的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！