JAVAEE之线程（10）_线程池、线程池的创建、实现线程池

news2024/10/5 17:16:25

一线程池

1.1为什么要有线程池？

线程池顾名思义是由多个线程所组成，作用就是减少线程的建立与销毁，与数据库连接池相同概念，为了减少连接与释放，从而降低消耗提升效率。

1.2 线程池的优势

总体来说，线程池有如下的优势：

降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

1.3 线程池的创建

在JAVA的标准库中，通过Executor框架的工具类Executors来创建线程池。Executors 创建线程池的几种方式：

newFixedThreadPool: 创建固定线程数的线程池；
newCachedThreadPool: 创建线程数目动态增长的线程池；
newSingleThreadExecutor: 创建只包含单个线程的线程池；
newScheduledThreadPool: 设定延迟时间后执行命令，或者定期执行命令。

package PoolThread;

import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @author Zhang
 * @date 2024/5/1119:48
 * @Description:
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service  = Executors.newCachedThreadPool();   //此时构造出的线程池对象，有一个基本的特点：线程数目是能够自适应的
        ExecutorService service1 = Executors.newFixedThreadPool(4);  //创造线程的数目是固定的
        ExecutorService service2 = Executors.newSingleThreadExecutor();   //只有一个线程的线程池
        ExecutorService service3 = Executors.newScheduledThreadPool(500);   //设定 延迟时间后执行命令，或者定期执行命令
        
        service1.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Hello World");
            }
        });
    }
}

注意：Executors 本质上是 ThreadPoolExecutor 类的封装。ThreadPoolExecutor 提供了更多的可选参数, 可以进一步细化线程池行为的设定，我们将后续介绍
在这里插入图片描述

二、通过ThreadPoolExecutor创建线程池

2.1 其构造方法有如下4种

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
    this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
         Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory) {
    this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
         threadFactory, defaultHandler);
}

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          RejectedExecutionHandler handler) {
    this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
         Executors.defaultThreadFactory(), handler);
}
-----------------------------------------------------

我们主要看第四个方法，因为其他几个构造方法都是调用这个。

//4. 
    /**
     * 用给定的初始参数创建一个新的ThreadPoolExecutor。
     */
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//线程池的核心线程数量
                              int maximumPoolSize,//线程池的最大线程数
                              long keepAliveTime,//当线程数大于核心线程数时，多余的空闲线程存活的最长时间
                              TimeUnit unit,//时间单位
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,//任务队列，用来储存等待执行任务的队列
                              ThreadFactory threadFactory,//线程工厂，用来创建线程，一般默认即可
                              RejectedExecutionHandler handler//拒绝策略，当提交的任务过多而不能及时处理时，我们可以定制策略来处理任务
                               ) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

ThreadPoolExecutor中的参数说明：

corePoolSize：核心线程数maximumPoolSize：最大线程数，任务队列存放的任务达到队列容量的时候，同时运行的最大线程数量。
workQueue：新的任务进来的时候，先判断当前运行的线程数是否大于或者核心线程数，如果达到，则会被放入队列中。
keepAliveTime：线程池中的线程数量>核心线程数，如果这时未有新任务提交，非核心线程不会立即销毁，而是会等待，直到等待时间超过了keepAliveTime才会被回收。
unit：keepAliveTime 参数的时间单位。
threadFactory：线程工厂用来创建线程，一般默认即可。
handler：拒绝策略，如果当前的线程数已经达到最大线程数，并且队列中也被放满了任务，则需要执行拒绝策略。
ThreadPoolExecutor.AbortPlicy：抛出异常，默认策略。ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：直接丢弃任务，但不抛出异常。
ThreadPoolExecutor.DsicardOldestPolicy：丢弃最早的任务，将新任务加入队列。
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由线程池所在的的线程处理任务，自己处理自己的。

2.2 使用ThreadPoolExecutor正确创建线程池

static ThreadFactory factory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("创建线程").build();

  static ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(10, 20, 60, TimeUnit.SECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(30), factory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

    public static class MyThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("创建线程成功");
        }
    }
    public static void main(String[] args){
        MyThread myThread = new MyThread();
        executor.submit(myThread);
    }

其中，调用线程执行有两个方法，submit和execute：

submit的作用是可以通过return获取返回值；
execute是无返回值的。

三、自己实现一个线程

实现过程：

核心操作为 submit，将任务加入线程池中；
使用 Worker 类描述一个工作线，使用 Runnable 描述一个任务；
使用一个 BlockingQueue 组织所有的任务；
每个 worker 线程要做的事情: 不停的从 BlockingQueue 中取任务并执行；
指定一下线程池中的最大线程数 maxWorkerCount; 当当前线程数超过这个最大值时, 就不再新增线程了。