ScheduledThreadPoolExecutor 及 ThreadPoolExecutor的基本使用及说明-Toy模板网

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一、导读

我们继续总结学习Java基础知识，温故知新。

本文讲述 ScheduledThreadPoolExecutor 及 ThreadPoolExecutor。

二、概览

我们并不推荐使用Executors去创建线程池，为了更好地控制和管理线程池，通过ThreadPoolExecutor或者ScheduledThreadPoolExecutor的方式去创建线程池。这两种方式可以根据具体的需求设置线程池的参数，例如核心线程数、最大线程数、队列类型等，以及自定义拒绝策略来处理任务无法执行的情况。

2.1 为什么不推荐使用Executors去创建线程池

newFixedThreadPool（固定线程数）
newSingleThreadExecutor（单线程）
主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存，甚至OOM。线程数固定，任务多了之后容易堆积。

newCachedThreadPool（可缓存的线程池）
newScheduledThreadPool（定时执行的线程池）
主要问题是线程数最大数是Integer.MAX_VALUE，可能会创建数量非常多的线程，甚至OOM。不限定线程多数量，任务一多，容易创建无限多线程。

三、使用

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3.1 ThreadPoolExecutor

public class ThreadPoolDemo {
    private static ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
      2,   // 核心线程数
      10,  // 最大线程数
      10L, // 线程 存活时间
      TimeUnit.SECONDS,  // 线程存活时间单位
      new LinkedBlockingQueue(100));// 缓冲队列
    
    public static void main(String[] args) {
        threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
            }
        });
    }
}

构造方法

public ThreadPoolExecutor(
    // 线程池核心线程数
    int corePoolSize, 
    // 线程池最大数
    int maximumPoolSize, 
    // 空闲线程存活时间
    long keepAliveTime,  
    // 时间单位
    TimeUnit unit,
    // 线程池所使用的缓冲队列
    BlockingQueue<Runnable> workQueue,
    // 线程池创建线程使用的工厂
    ThreadFactory threadFactory,
    // 线程池对拒绝任务的处理策略
    RejectedExecutionHandler handler)

处理任务的优先级为核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。

3.2 ScheduledThreadPoolExecutor

ScheduledThreadPoolExecutor 是 Java 8 引入的一个新特性，继承自ThreadPoolExecutor。
它们都提供了一些基本的线程池操作，如 execute() 方法用于执行任务，schedule() 方法用于延迟或定时执行任务。
不同之处在于 ScheduledThreadPoolExecutor 可以根据指定的周期和时间间隔来调度任务执行，从而实现周期性执行任务的效果。

ScheduledThreadPoolExecutor用于替代Timer，比Timer更强大，更灵活，Timer对应的是单个后台线程，而ScheduledThreadPoolExecutor可以在构造函数中指定多个对应的后台线程数。

ScheduledThreadPoolExecutor 内部构造了两个内部类 ScheduledFutureTask 和 DelayedWorkQueue，基于这两个类实现。

有两种创建方式：

3.2.1 通过构造方法创建

new ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize, // 核心线程数
                                ThreadFactory threadFactory, //主要作用是用来捕获异常和设置线程名称
                                RejectedExecutionHandler handler) //拒绝策略


ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
executor.execute(...);
executor.shutdown(...);
executor.schedule(...);
executor.scheduleAtFixedRate(...);
executor.scheduleWithFixedDelay(...);
executor.submit(...);

3.2.2 通过Executors工厂方法创建

方式一：
newSingleThreadScheduledExecutor（） 只有一个工作线程的线程池。如果内部工作线程由于执行周期任务异常而被终止，则会新建一个线程替代它的位置。


方式二：
Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory)


ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(1);

service.execute(...);
service.shutdown(...);
service.schedule(...);
service.scheduleAtFixedRate(...);
service.scheduleWithFixedDelay(...);
service.submit(...);

我们常用的方法有以下一些


/**
  创建并执行在给定延迟后启用的一次性操作
 * @param command 执行的任务
 * @param delay 延迟的时间
 * @param unit 延迟的时间单位
 */
schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit)


周期任务，在第一次执行完之后延迟delay后开始下一次执行，重点是任务执行完后才开始下一次。
如果任务执行过程抛出异常，不会再执行该任务！
/**
  定时执行 周期任务，
  在initialDelay后开始调度该任务，任务执行完成后，延迟 delay 时间再次执行
  
 * @param command 执行的任务
 * @param initialDelay 初始延迟的时间
 * @param delay 延迟的时间
 * @param unit 延迟的时间单位
 */
scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit)


周期任务，第一次执行延期时间为initialDelay，之后每隔period执行一次
如果任务执行过程抛出异常，不会再执行该任务！
/**
  按照固定的评率定时执行周期任务，不受任务运行时间影响。
  在initialDelay后开始调度该任务，然后 delay 时间后再次执行
  
  如果任务执行的时间比period长的话，会导致该任务延迟执行，不会同时执行
 * @param command 执行的任务
 * @param initialDelay 初始延迟的时间
 * @param period 延迟的时间
 * @param unit 延迟的时间单位
 */
scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit)

ScheduledThreadPoolExecutor 有两个关闭策略：

关闭策略 1：在任务队列为空时，调用 shutdown() 方法关闭线程池。
关闭策略 2：当线程池中的所有任务都执行完毕时，调用 shutdown() 方法关闭线程池。

这两个关闭策略的区别在于，当线程池中的任务队列为空时，调用 shutdown() 方法关闭线程池可以立即关闭线程池，避免了等待任务执行完毕的时间开销。而当线程池中的任务都执行完毕时，调用 shutdown() 方法关闭线程池则无法立即关闭线程池，需要等待所有任务执行完毕后才能关闭线程池。

其他的比较简单，就不列出来。

使用 ScheduledThreadPoolExecutor 时一定要注意异常处理，如果使用不当，会导致定时任务不再执行。

3.2.3 ScheduledThreadPoolExecutor与ThreadPoolExecutor异同

ThreadPoolExecutor 是一个普通的线程池实现，用于执行提交的任务。它不提供定时调度任务的功能。而ScheduledThreadPoolExecutor 是ThreadPoolExecutor的子类，它扩展了线程池的功能，可以执行延迟任务和定时任务。
ThreadPoolExecutor 是基于工作队列的线程池，它使用工作队列来保存需要执行的任务，并通过线程池中的工作线程来执行这些任务。ScheduledThreadPoolExecutor 在ThreadPoolExecutor的基础上添加了一个调度器，用于管理延迟任务和定时任务的执行。
ThreadPoolExecutor 默认情况下是懒汉式创建线程，即在需要执行任务时才创建线程；而ScheduledThreadPoolExecutor 在初始化时就会一次性创建指定数量的线程，这些线程会一直存在，用于执行被调度的任务。

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