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java中怎么实现一个线程池

发布时间:2021-08-02 17:33:23 来源:亿速云 阅读:402 作者:Leah 栏目:开发技术

本篇文章为大家展示了java中怎么实现一个线程池,内容简明扼要并且容易理解,绝对能使你眼前一亮,通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

有些人可能对线程池比较陌生,并且更不熟悉线程池的工作原理。所以他们在使用线程的时候,多数情况下都是new Thread来实现多线程。但是,往往良好的多线程设计大多都是使用线程池来实现的。 为什么要使用线程 降低资源的消耗。降低线程创建和销毁的资源消耗。提高响应速度:线程的创建时间为T1,执行时间T2,销毁时间T3,免去T1和T3的时间提高线程的可管理性

下图所示为线程池的实现原理:调用方不断向线程池中提交任务;线程池中有一组线程,不断地从队列中取任务,这是一个典型的生产者-消费者模型。

java中怎么实现一个线程池

要实现一个线程池,有几个问题需要考虑:

  • 队列设置多长?如果是无界的,调用方不断往队列中方任务,可能导致内存耗尽。如果是有界的,当队列满了之后,调用方如何处理?

  • 线程池中的线程个数是固定的,还是动态变化的?

  • 每次提交新任务,是放入队列?还是开新线程

  • 当没有任务的时候,线程是睡眠一小段时间?还是进入阻塞?如果进入阻塞,如何唤醒?

针对问题4,有3种做法:

  • 不使用阻塞队列,只使用一般的线程安全的队列,也无阻塞/唤醒机制。当队列为空时,线程池中的线程只能睡眠一会儿,然后醒来去看队列中有没有新任务到来,如此不断轮询。

  • 不使用阻塞队列,但在队列外部,线程池内部实现了阻塞/唤醒机制

  • 使用阻塞队列

很显然,做法3最完善,既避免了线程池内部自己实现阻塞/唤醒机制的麻烦,也避免了做法1的睡眠/轮询带来的资源消耗和延迟。
现在来带大家手写一个简单的线程池,让大家更加理解线程池的工作原理

实战:手写简易线程池

根据上图可以知道,实现线程池需要一个阻塞队列+存放线程的容器

/**
 * Five在努力
 * 自定义线程池
 */
public class ThreadPool {

    /** 默认线程池中的线程的数量 */
    private static final int WORK_NUM = 5;

    /** 默认处理任务的数量 */
    private static final int TASK_NUM = 100;

    /** 存放任务 */
    private final BlockingQueue<Runnable> taskQueue;

    private final Set<WorkThread> workThreads;//保存线程的集合

    private int workNumber;//线程数量

    private int taskNumber;//任务数量

    public ThreadPool(){
        this(WORK_NUM , TASK_NUM);
    }

    public ThreadPool(int workNumber , int taskNumber) {
        if (taskNumber<=0){
            taskNumber = TASK_NUM;
        }
        if (workNumber<=0){
            workNumber = WORK_NUM;
        }
        this.taskQueue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(taskNumber);
        this.workNumber = workNumber;
        this.taskNumber = taskNumber;

        workThreads = new HashSet<>();

        //工作线程准备好了
        //启动一定数量的线程数,从队列中获取任务处理
        for (int i=0;i<workNumber;i++) {
            WorkThread workThread = new WorkThread("thead_"+i);
            workThread.start();
            workThreads.add(workThread);
        }
    }

    /**
     * 线程池执行任务的方法,其实就是往BlockingQueue中添加元素
     * @param task
     */
    public void execute(Runnable task) {
        try {
            taskQueue.put(task);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }


    /**
     * 销毁线程池
     */
    public void destroy(){
        System.out.println("ready close pool...");
        for (WorkThread workThread : workThreads) {
            workThread.stopWorker();
            workThread = null;//help gc
        }
        workThreads.clear();
    }

    /** 内部类,工作线程的实现 */
    private class WorkThread extends Thread{
        public WorkThread(String name){
            super();
            setName(name);
        }
        @Override
        public void run() {
            while (!interrupted()) {
                try {
                    Runnable runnable = taskQueue.take();//获取任务
                    if (runnable !=null) {
                        System.out.println(getName()+" ready execute:"+runnable.toString());
                        runnable.run();//执行任务
                    }
                    runnable = null;//help gc
                } catch (Exception e) {
                    interrupt();
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

        public void stopWorker(){
            interrupt();
        }
    }
}

上面代码定义了默认的线程数量和默认处理任务数量,同时用户也可以自定义线程数量和处理任务数量。用BlockingQueue阻塞队列来存放任务。用set来存放工作线程,set的好处就不用多说了。懂的都懂

构造方法中new对象的时候,循环启动线程,并把线程放入set中。WorkThread实现Thread,run方法实现也很简单,因为有一个stop方法,所以这里需要while判断,之后从taskQueue队列中,获取任务。如何获取不到就阻塞,获取到的话runnable.run();就执行任务,之后把任务变成null

销毁线程只需要遍历set,把每个线程停止,并且变为null就行了

执行线程任务execute,只需要从往阻塞队列中添加任务就行了

测试一下:

public class TestMySelfThreadPool {

    private static final int TASK_NUM = 50;//任务的个数

    public static void main(String[] args) {
        ThreadPool myPool = new ThreadPool(3,50);
        for (int i=0;i<TASK_NUM;i++) {
            myPool.execute(new MyTask("task_"+i));
        }

    }

    static class MyTask implements Runnable{

        private String name;
        public MyTask(String name) {
            this.name = name;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }


        @Override
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("task :"+name+" end...");

        }

        @Override
        public String toString() {
            // TODO Auto-generated method stub
            return "name = "+name;
        }
    }
}

java中怎么实现一个线程池

上述内容就是java中怎么实现一个线程池,你们学到知识或技能了吗?如果还想学到更多技能或者丰富自己的知识储备,欢迎关注亿速云行业资讯频道。

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