如何选择适合线程池队列的类型

一、什么是线程池队列

在讨论如何选择适合的线程池队列类型之前，我们需要先了解线程池队列的概念。线程池是一个维护着多个线程的工具，可以方便地执行多个任务，避免了频繁创建和销毁线程的开销。而线程池队列则是线程池中缓存任务的一种数据结构。当任务提交到线程池中时，线程池将会把任务放入线程池队列中，等待线程池中的线程调度执行。

二、如何选择适合的线程池队列类型

1、无界队列

无界队列是指队列大小没有限制的队列，可以往里面一直添加任务，直到内存的极限。无界队列的优点是提交的任务数可以无限制增加，不会出现任务被拒绝的情况。但是它的缺点也显而易见，当任务的提交速度高于消费速度时，队列中的任务会越来越多，最终导致内存耗尽，可能会造成系统崩溃。

class CachedThreadPool{
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            threadPool.execute(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行任务完成！");
            });
        }
    }
}

2、有界队列

有界队列是指队列大小有限的队列，当任务添加到队列中时，如果队列已满，则任务会被拒绝，并抛出异常。有界队列可以避免无界队列中任务过多导致内存耗尽的风险。但是如果线程池的线程数量已经达到最大值，有界队列也会失去作用。

class FixedThreadPool{
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            threadPool.execute(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行任务完成！");
            });
        }
    }
}

3、同步移交队列

同步移交队列是指任务提交后，直接移交给线程池中某个线程立即执行，而不需要先缓存到队列中。优点是避免了队列缓冲带来的开销，缩短了任务的响应时间。但是同步移交队列的缺点也是显而易见的，不能进行任务缓存，当线程池中的线程已经饱和时，新的任务会被拒绝并抛出异常。

class DirectTransferThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                5,
                10,
                60L,
                TimeUnit.SECONDS,
                new SynchronousQueue<>());
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            threadPool.execute(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行任务完成！");
            });
        }
    }
}

4、优先级队列

优先级队列是一种可以自定义任务顺序的队列，任务会按照优先级顺序执行。在 Java 的线程池中，优先级队列通常运用在 ScheduledThreadPoolExecutor 中。任务可以按照指定的时间周期性地执行，周期时间按照优先级放在队列的最前面，任务按照优先级的顺序依次执行。

class ScheduledThreadPool{
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService threadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            threadPool.scheduleWithFixedDelay(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行任务完成！");
            },1, 5, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }
}

三、总结

通过对上述几种线程池队列类型的介绍，我们可以发现，选择适合的线程池队列类型需要根据具体的业务场景来决定，需要根据任务提交的速率、任务执行时间等多个因素进行考虑，才能达到最好的效果。