线程池与任务调用

线程池介绍

线程池是 Java 并发编程中最重要的概念之一，它是一种管理和复用线程的机制，用于优化线程的使用和管理。

线程池是一种线程管理机制，它预先创建一组线程并保持它们处于就绪状态，当有任务需要执行时，从池中分配一个线程来执行任务，任务完成后线程返回池中等待下一个任务，而不是被销毁。

核心作用与价值

1. 降低资源消耗

• 减少线程创建和销毁的开销：线程的创建和销毁需要消耗系统资源
• 复用已有线程：避免频繁创建新线程的性能成本

2. 提高响应速度

• 任务到达时立即执行：线程已预先创建好，无需等待线程创建
• 减少启动延迟：特别适合大量短耗时任务

3. 提高线程的可管理性

• 统一管理线程资源：可以控制并发数量、监控线程状态
• 提供多种管理策略：如任务队列、拒绝策略等

4. 防止资源耗尽

• 限制最大线程数：防止创建过多线程导致系统崩溃
• 提供过载保护：通过拒绝策略处理过多任务

Java 中的线程池体系

Java 通过 java.util.concurrent 包提供了强大的线程池支持：

// 线程池的核心接口和类
Executor          // 执行器接口
ExecutorService   // 执行服务接口（扩展了Executor）
ThreadPoolExecutor // 线程池执行器（最核心的实现）
ScheduledExecutorService // 支持调度的执行服务

// 工具类
Executors         // 线程池工厂工具类

任务调度-练习题

使用ScheduledThreadPoolExecutor实现一个定时任务：每5秒输出一次当前时间，并在1分钟后终止任务。

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.ScheduledFuture;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledTaskExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        ScheduledFuture<?> future = scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {
            System.out.println("Current Time: " + new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(new Date()));
        }, 0, 5, TimeUnit.SECONDS);

        // 1分钟后终止任务
        Thread.sleep(60_000);
        future.cancel(true);
        scheduler.shutdown();
    }
}

创建了一个调度线程池，线程池大小是 1：

• ScheduledExecutorService 是 JDK 提供的定时任务调度器；
• Executors.newScheduledThreadPool(1) 表示只有一个线程执行定时任务。

scheduler.scheduleAtFixedRate(...)

• 安排一个任务以**固定速率（Fixed Rate）**周期性执行。
• 第一次延迟后开始执行，每隔固定时间间隔再次执行，无论任务执行花多少时间，间隔是相对于开始时间计算的。
• 和 scheduleWithFixedDelay 不同，scheduleWithFixedDelay 是“执行完后延迟一段时间再执行”。

返回值：ScheduledFuture<?>

• ScheduledFuture 是一个可以代表未来执行结果的句柄。
• 通过 future.cancel(true) 可以取消任务。
• 泛型 <?> 表示任务没有返回结果（因为 Runnable 没有返回值）。