Java 提供的四种常用线程池解析

Question

既然楼主踩坑就是使用了 JDK 的默认实现，那么再来看看这些默认实现到底干了什么，封装了哪些参数。简而言之 Executors 工厂方法 Executors.newCachedThreadPool() 提供了无界线程池，可以进行自动线程回收；Executors.newFixedThreadPool(int) 提供了固定大小线程池，内部使用无界队列；Executors.newSingleThreadExecutor() 提供了单个后台线程。

详细介绍一下上述四种线程池。

newCachedThreadPool

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

在 newCachedThreadPool 中如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
初看该构造函数时我有这样的疑惑：核心线程池为 0，那按照前面所讲的线程池策略新任务来临时无法进入核心线程池，只能进入 SynchronousQueue 中进行等待，而 SynchronousQueue 的大小为 1，那岂不是第一个任务到达时只能等待在队列中，直到第二个任务到达发现无法进入队列才能创建第一个线程？
这个问题的答案在上面讲 SynchronousQueue 时其实已经给出了，要将一个元素放入 SynchronousQueue 中，必须有另一个线程正在等待接收这个元素。因此即便 SynchronousQueue 一开始为空且大小为 1，第一个任务也无法放入其中，因为没有线程在等待从 SynchronousQueue 中取走元素。因此第一个任务到达时便会创建一个新线程执行该任务。

newFixedThreadPool

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

看代码一目了然了，线程数量固定，使用无限大的队列。再次强调，楼主就是踩的这个无限大队列的坑。

newScheduledThreadPool

创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

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

在来看看 ScheduledThreadPoolExecutor（）的构造函数

 public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
        new DelayedWorkQueue());
  } 

ScheduledThreadPoolExecutor 的父类即 ThreadPoolExecutor，因此这里各参数含义和上面一样。值得关心的是 DelayedWorkQueue 这个阻塞对列，在上面没有介绍，它作为静态内部类就在 ScheduledThreadPoolExecutor 中进行了实现。简单的说，DelayedWorkQueue 是一个无界队列，它能按一定的顺序对工作队列中的元素进行排列。

newSingleThreadExecutor

创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级) 执行。

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

首先 new 了一个线程数目为 1 的 ScheduledThreadPoolExecutor，再把该对象传入 DelegatedScheduledExecutorService 中，看看 DelegatedScheduledExecutorService 的实现代码：

DelegatedScheduledExecutorService(ScheduledExecutorService executor) {
      super(executor);
      e = executor;
} 

在看看它的父类

DelegatedExecutorService(ExecutorService executor) { 
       e = executor; 
} 

其实就是使用装饰模式增强了 ScheduledExecutorService（1）的功能，不仅确保只有一个线程顺序执行任务，也保证线程意外终止后会重新创建一个线程继续执行任务。