固定スレッドプールとキャッシュスレッドプールの違いを徹底解説

JavaのExecutorフレームワークは、スレッドプールという概念をもとに設計されています。スレッドプールとは、タスクを実行するたびに新しいスレッドを生成するのではなく、すでに作成済みのスレッドを再利用することで、オーバーヘッドを削減しパフォーマンスを向上させる仕組みです。

Executorsクラスは、スレッドプールを生成するためのファクトリメソッドを提供しており、その多くが返すエグゼキュータの基底実装となっているのがThreadPoolExecutorクラスです。

固定スレッドプールとキャッシュスレッドプールの比較

固定スレッドプール(newFixedThreadPool)とキャッシュスレッドプール(newCachedThreadPool)の主な違いを、以下の表にまとめました。

固定スレッドプールのサンプルコード

次の例では、4つのスレッドを持つ固定スレッドプールを作成し、CountDownLatch を使って2つのサービス処理の完了を待ち合わせています。

public class Main {
    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        ExecutorService executors = Executors.newFixedThreadPool(4);
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);

        executors.submit(new Service1(latch));
        executors.submit(new Service2(latch));

        latch.await();
        System.out.println("Done");
    }
}

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class Service1 implements Runnable {
    CountDownLatch latch;

    public Service1(CountDownLatch latch) {
        super();
        this.latch = latch;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(20000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        latch.countDown();
        System.out.println("Service1 完了 残りカウント:" + latch.getCount());
    }
}

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class Service2 implements Runnable {
    CountDownLatch latch;

    public Service2(CountDownLatch latch) {
        super();
        this.latch = latch;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(20000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        latch.countDown();
        System.out.println("Service2 完了 残りカウント:" + latch.getCount());
    }
}

このコードでは、各サービスが20秒の処理時間をシミュレートし、完了時に countDown() を呼び出します。メインスレッドは latch.await() で両方のサービスが完了するまで待機し、最後に「Done」を出力します。

使い分けのポイント

• 固定スレッドプール: 同時実行数を厳密に制御したい場合や、サーバーアプリケーションのようにリソース消費を抑えたい場合に有効です。過剰なスレッド生成によるメモリ不足やCPU競合を防げます。
• キャッシュスレッドプール: 短時間で完了する軽量タスクが不定期かつ大量に発生する場合に有効です。ただし、スレッド数が理論上無制限に増えるため、タスクの投入ペースが処理能力を大きく上回るとリソース枯渇のリスクがあります。

用途に応じて適切なスレッドプールを選択することが、安定性とパフォーマンスの両立につながります。