在 Java 中，可以利用线程做很多事情，创建多个线程来高效的完成任务，例如 Tomcat 用多个线程来接收和处理请求，我们也可以创建多个线程来批量处理数据，原本串行执行的任务变成并行执行，充分利用 CPU 多个核的性能。

我们可以用这样的方式创建线程执行并发任务：

for (int i = 0; i < 任务数量; i++) {    Thread thread = new Thread(任务);    thread.start();}复制代码

这样子确实能够并发完成任务，但是也带了问题：创建的线程数量不可控制，一个任务就创建一个线程，当任务量庞大的时候，会带来极大的内存开销，反复创建、销毁线程。

通过使用线程池的方式，就可以集中管理线程资源，线程池能够给我们带来如下优点：

复用线程。利用一定数量的线程，反复执行任务，而不用频繁的创建、销毁线程。控制了资源的总量，合理利用 CPU 和内存。由于复用线程，CPU 和 内存相较于创建多个线程来说占用更低。统一管理资源，统一停止线程。相同任务类型的线程被统一管理起来，能够在某些情况统一的停止这些任务。

⭐ 在实际开发中，如果需要创建超过五个线程执行类似的任务，就可以考虑使用线程池了。

创建线程池

我们已经知道了线程池的优点和强大了，现在再介绍一下线程池要怎么去创建，怎么去使用。

线程池创建线程的规则

首先，线程池有几个核心属性，分别是：

corePoolSize，核心线程数量，线程池的线程数量会维持在这个数字上maximumPoolSize，最大线程数量，创建的线程数量不会超过这个数字keepAliveTime，线程存活时间，超过核心线程数的线程，如果空闲时间超过指定时间，就会被回收任务队列，用于接收、存储待执行的任务，当线程空闲下来时，会从任务队列中取出任务并执行 直接交接队列（SynchronousQueue），队列大小为零，新任务直接开始运行，不会等待 有界队列(ArrayBlockQueue)，任务队列是有限的 无界队列(LinkedBlockQueue)，任务队列是无限的，理论上可以添加任意数量的任务

线程池创建线程的规则是这样的：

如果当前线程数<核心线程数当前线程数 < 核心线程数当前线程数<核心线程数，则接受新任务就创建新线程如果核心线程数≤当前线程数<最大线程数核心线程数 \le 当前线程数 < 最大线程数核心线程数≤当前线程数<最大线程数，则接收新任务时，将新任务加入到任务队列中如果任务队列满了，并且 当前线程数<最大线程数当前线程数 < 最大线程数当前线程数<最大线程数，则创建新的线程执行任务如果任务队列满了，并且 当前线程数=最大线程数当前线程数 = 最大线程数当前线程数=最大线程数，那么拒绝该任务并抛出拒绝任务异常RejectedExecutionException 使用 Executors 创建线程池

上文已经提到了线程池的几个核心属性以及创建线程的规则，其实这些核心属性是创建线程池对象的参数，主要来自于ThreadPoolExecutor类的构造方法：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                              int maximumPoolSize,                              long keepAliveTime,                              TimeUnit unit,                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) 复制代码

我们可以利用这个方法来创建一个线程池：

public static void main(String[] args) {      // 创建一个线程池      ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(5, 5, 1, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>());        // 创建 10 个任务，打印线程名      for (int i = 0; i < 10; i++) {          // ThreadPoolExecutor 的 execute 方法可以接收并执行任务          // 接收 Runnable 接口实现类，Runnable 是一个方法接口，因此可以使用 Lambda 表达式          pool.execute(()-> {              System.out.println(Thread.currentThread().getName());          });      }  }复制代码

输出结果：

pool-1-thread-1pool-1-thread-4pool-1-thread-3pool-1-thread-3pool-1-thread-3pool-1-thread-3pool-1-thread-3pool-1-thread-2pool-1-thread-5pool-1-thread-1复制代码

阿里手册里面推荐我们给一个线程池指定一个线程工厂，从而另线程池创建的每个线程的名字都有意义。在使用这个方法创建线程的时候，可以这样创建，以指定具体的线程名：

// 创建一个线程工厂，实现接口 ThreadFactorypublic class MyThreadPoolFactory implements ThreadFactory {      private final AtomicInteger threadNum = new AtomicInteger(1);      private final String prefixName;        public MyThreadPoolFactory(String prefixName) {          this.prefixName = prefixName;      }        @Override      public Thread newThread(Runnable r) {          Thread t = new Thread(r, prefixName + threadNum.getAndIncrement());          return t;      }  }// 修改上面的例子，创建线程池的语句修改为：ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(5, 5, 1, TimeUnit.SECONDS,          new LinkedBlockingQueue<>(), new MyThreadPoolFactory("我的线程"));// 再次运行查看结果复制代码

运行结果：

我的线程2我的线程5我的线程3我的线程1我的线程3我的线程5我的线程2我的线程4我的线程3我的线程1复制代码

也可以参考Java线程池中设置线程名称三种方式 - 屠城校尉杜 - 博客园 (cnblogs.com)，用现有的工具类创建。

我们也可以使用 Executor 类快速创建各种类型的线程池，可以创建如下类型的线程池：

线程类型

说明

固定数量的线程池

创建一个线程池，其核心线程数和最大线程数都相同

单线程线程池

创建一个线程池，其最多只有一个线程

缓存线程池

任务队列使用直接交接队列

最大线程数为整形最大值

定时任务线程池

可以定时执行任务或者周期执行任务

我们来看看 Executor 的用法，首先是看看固定数量的线程池的创建方法：

public static void main(String[] args) {      ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5, new MyThreadPoolFactory("固定线程池"));      for (int i = 0; i < 10; i++) {          pool.submit(() -> {              System.out.println(Thread.currentThread().getName());          });      }  }// 运行结果如下：固定线程池3固定线程池5固定线程池5固定线程池4固定线程池1固定线程池2固定线程池1固定线程池4固定线程池3固定线程池5// 方法实际调用情况，还是用到了我们上面提到的方法：public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {      return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),                                    threadFactory);  }复制代码

此外，其他类型的线程池创建方法也大同小异，具体可以看看下面的Executors的相关方法，使用起来还是很简单的。

// 创建一个缓存线程池public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {      return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,                                    60L, TimeUnit.SECONDS,                                    new SynchronousQueue<Runnable>(),                                    threadFactory);  }// 创建一个单线程线程池public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {      return new FinalizableDelegatedExecutorService          (new ThreadPoolExecutor(1, 1,                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),                                  threadFactory));  }// 创建一个定时任务线程池，这里其实还是调用了 new ThreadPoolExecutor()，可以进源码查看，任务队列使用延时队列public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(          int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {      return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);  }public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                                     ThreadFactory threadFactory) {      super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,            new DelayedWorkQueue(), threadFactory);  }// ScheduledThreadPoolExecutor 的 schedule 方法可以指定任务在一定时间后开始运行，运行结束后任务结束// scheduleAtFixedRate 方法则可以让一个任务以指定的周期运行，运行结束后会在指定时间后继续运行复制代码

阿里的Java开发手册是推荐我们使用 ThreadPoolExecutor 来创建线程池，并且指定线程工厂从而让每个线程都有自己的具体名字的。因此，在实际开发过程中，我们可以尽量使用 ThreadPoolExecutor 创建线程池。

指定合适的线程数量

创建线程池指定合适的线程数量对于应用的性能也很有影响，线程数量分配少了，则性能有限，线程数量分配多了，则浪费了资源。但是要如何确定线程需要的数量呢？

如果是CPU密集型的应用，例如加密、哈希计算、大量计算的任务，可以考虑使用 1-2 被CPU核心数量的线程数。如果是IO密集型的应用，例如需要反复读写磁盘的任务，则可以指定尽可能多倍于CPU核心数的线程数，因为大多数后线程其实是在等待磁盘 IO 的，可以让其他线程使用资源。 还有一条经验法则，可以利用这条公式设置线程数：线程数=CPU核心数×(1+平均等待时间平均工作时间)线程数=CPU核心数 \times (1 + \frac{平均等待时间}{平均工作时间})线程数=CPU核心数×(1+平均工作时间平均等待时间) 总而言之，线程数的设置没有一个通用的规则，而是根据具体的应用场景不断调试出合适的数量。 停止线程池

在使用线程池的过程中，我们也并不是想要让线程池一直运行下去的，有时候可能根据业务需要，例如项目需要紧急停止、用户需要暂停等等，我们需要让一个正在运行并且正在执行任务的线程池停止下来。 那么，具体可以怎么停止一个线程池呢？可以看看下面的代码：

public class ThreadPoolDemo implements Runnable {        @Override      public void run() {          try {              Thread.sleep(500);          } catch (InterruptedException e) {              throw new RuntimeException(e);          }      }        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {          ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5, new MyThreadPoolFactory("演示停止线程池"));          for (int i = 0; i < 50; i++) {              pool.submit(new ThreadPoolDemo());          }            // 查看线程池是否处于 shutdown 状态          System.out.println("线程池 shutdown：" + pool.isShutdown());          System.out.println("停止线程池");          pool.shutdown();          // 线程池已经进入 shutdown 状态，但是应用还在运行，线程池中的任务还在执行          System.out.println("线程池 shutdown：" + pool.isShutdown());            // 提交新任务会报异常          //pool.submit(new ThreadPoolDemo());            // 如果想要立即停止线程池，可以使用 shutdownNow，会返回线程池中未执行完毕的任务列表          // List<Runnable> runnables = pool.shutdownNow();            // 查看线程池是否已经终止          System.out.println("线程池 terminated：" + pool.isTerminated());          // 等待线程池中的任务运行完毕，主线程阻塞指定时间          pool.awaitTermination(1, TimeUnit.MINUTES);          System.out.println("线程池 terminated：" + pool.isTerminated());      }}// 打印结果：线程池 shutdown：false停止线程池线程池 shutdown：true线程池 terminated：false线程池 terminated：true复制代码

上面的例子已经演示了如何停止一个正在运行的线程池，现在总结一下上面相关方法的区别：

方法

说明

shutdown

停止线程池，线程池并不会马上停止。拒绝接受新任务，如果提交新任务会抛出异常

shutdownNow

立即停止线程池，正在执行任务的线程会收到中断通知。返回任务队列中的任务

isShutdown

线程池是否收到了 shutdown 指令

isTerminated

线程池是否已经停止

awaitTerminated

调用该方法的线程阻塞住，等待指定时间，运行结果如下：

如果所有任务执行完毕，返回 true。

超过了等待时间，返回false。

当前线程被中断，抛出中断异常

为线程池指定拒绝策略

线程池在以下这些情况会拒绝任务：

线程池的状态是 shutdown，此时提交任务会执行拒绝策略线程池的任务队列已满，并且线程数量已经到达最大线程数，此时提交任务会执行拒绝策略

可以指定的拒绝策略如下，具体可以查看接口RejectedExecutionHandler 的实现类：

策略

说明

AbortPolicy

拒绝任务并直接抛出异常，默认策略

DiscardPolicy

默默丢弃任务，不抛出异常

CallerRunsPolicy

拒绝任务，并让提交任务的线程运行被拒绝的任务

DiscardOldestPolicy

丢弃最早提交的任务，然后重新尝试接收该任务

可以在 ThreadPoolExecutor 的这个构造方法中指定拒绝策略：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                            int maximumPoolSize,                            long keepAliveTime,                            TimeUnit unit,                            BlockingQueue<Runnable> workQueue,                            ThreadFactory threadFactory,                            RejectedExecutionHandler handler);// 例如 new ThreadPoolExecutor(2,5,1,...,new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());复制代码

从上文中也可以看出，线程池有着各种状态，或者可以提交并执行任务，或者不再接受任务但是仍然执行运行中的任务，或者直接中断执行的任务…… 下面是线程池的各种状态：

状态

说明

RUNNING

线程池创建后的状态，接收并执行任务

SHUTDOWN

拒绝接收新任务，等待任务执行完成，shutdown() 执行后的状态

STOP

拒绝接收新任务，中断执行中的任务，返回任务队列中的任务，shutdownNow() 执行后的状态

TIDYING

任务已经停止，没有工作线程，执行线程池的 terminated() 方法

TERMINATED

线程池已经停止