面试题:Java 并发库中提供了哪些线程池实现?它们有什么区别?

Java 并发库(java.util.concurrent)提供了多种线程池实现,主要通过 Executors 工具类来创建。这些线程池实现各有特点,适用于不同的场景。以下是常见的线程池实现及其区别:


1. FixedThreadPool(固定大小线程池)

  • 特点
    • 线程池中的线程数量固定。
    • 如果有任务提交但所有线程都在忙,任务会被放入无界队列(LinkedBlockingQueue)中等待。
    • 适用于负载较重的服务器环境,需要限制线程数量以避免资源耗尽。
  • 适用场景
    • 需要控制并发线程数量的场景。
    • 任务执行时间较长且任务数量较多。

2. CachedThreadPool(缓存线程池)

  • 特点
    • 线程池中的线程数量不固定,根据需要创建新线程。
    • 空闲线程会被回收(默认回收时间为 60 秒)。
    • 使用同步队列(SynchronousQueue),如果没有可用线程,会立即创建新线程。
    • 适用于短期异步任务。
  • 适用场景
    • 任务执行时间短且任务数量波动较大的场景。
    • 不适合负载较重的环境,因为可能会创建大量线程。

3. SingleThreadExecutor(单线程线程池)

  • 特点
    • 线程池中只有一个线程。
    • 任务按顺序执行,保证任务的串行化。
    • 使用无界队列(LinkedBlockingQueue)。
  • 适用场景
    • 需要保证任务顺序执行的场景。
    • 适合任务量小且需要避免并发问题的场景。

4. ScheduledThreadPool(定时任务线程池)

  • 特点
    • 支持定时任务和周期性任务。
    • 使用延迟队列(DelayedWorkQueue)。
    • 适用于需要调度任务的场景。
  • 适用场景
    • 定时任务、周期性任务(如心跳检测、定时清理等)。

5. WorkStealingPool(工作窃取线程池)

  • 特点
    • 基于 ForkJoinPool 实现,支持工作窃取算法。
    • 线程池中的线程可以窃取其他线程的任务来执行,提高并行效率。
    • 默认线程数为 CPU 核心数。
  • 适用场景
    • 适合任务执行时间差异较大的场景。
    • 适合 CPU 密集型任务。

6. SingleThreadScheduledExecutor(单线程定时任务线程池)

  • 特点
    • 只有一个线程的定时任务线程池。
    • 任务按顺序执行,保证任务的串行化。
  • 适用场景
    • 需要保证定时任务顺序执行的场景。

7. ThreadPoolExecutor(自定义线程池)

  • 创建方式
    ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
        int corePoolSize, // 核心线程数
        int maximumPoolSize, // 最大线程数
        long keepAliveTime, // 空闲线程存活时间
        TimeUnit unit, // 时间单位
        BlockingQueue<Runnable> workQueue // 任务队列
    );
  • 特点
    • 完全自定义线程池参数,包括核心线程数、最大线程数、任务队列等。
    • 灵活性高,适用于复杂场景。
  • 适用场景
    • 需要精细控制线程池行为的场景。

线程池实现对比

线程池类型核心线程数最大线程数任务队列类型适用场景
FixedThreadPool固定固定无界队列负载较重的服务器环境
CachedThreadPool0无限制同步队列短期异步任务
SingleThreadExecutor11无界队列需要顺序执行任务的场景
ScheduledThreadPool固定无限制延迟队列定时任务、周期性任务
WorkStealingPoolCPU 核心数无限制工作窃取队列CPU 密集型任务
SingleThreadScheduledExecutor11延迟队列需要顺序执行的定时任务
ThreadPoolExecutor自定义自定义自定义需要精细控制的场景

总结

  • 固定线程池:适合负载较重的场景,限制线程数量。
  • 缓存线程池:适合短期异步任务,线程数量动态调整。
  • 单线程线程池:适合需要顺序执行任务的场景。
  • 定时任务线程池:适合定时任务和周期性任务。
  • 工作窃取线程池:适合 CPU 密集型任务,提高并行效率。
  • 自定义线程池:适合需要精细控制的场景。
THE END
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