减少线程上下文切换
生产者提供的任务对象交给线程池，线程池没有线程的话就创建线程执行它。有线程但是数量不足就放入（任务）阻塞队列。
自定义线程池
组件：
-
线程池：存储可重用的线程（相当于消费者，不断获取任务来消费）
-
阻塞队列：生产者消费者模式下平衡他们速度差异的组件 ----【1.生产者里线程迟迟没有提交任务，生产者需要等待，阻塞队列为等待位置。2.任务一下子特别多忙不过来，存入阻塞队列】
-
main：生产者，源源不断产生线程
实现：
-
阻塞对列：
class BlockingQueue<T> {
// 1. 任务队列
private Deque<T> queue = new ArrayDeque<>();
// 2. 锁。保护阻塞队列，锁住头和尾，因为会有多个生产者消费者。
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 3. 生产者条件变量。达到容量变量，阻塞，在条件变量等待
private Condition fullWaitSet = lock.newCondition();
// 4. 消费者条件变量
private Condition emptyWaitSet = lock.newCondition();
// 5. 容量
private int capcity;
public BlockingQueue(int capcity) {
this.capcity = capcity;
}
// 带超时阻塞获取，无需永久等待，增强take
public T poll(long timeout, TimeUnit unit) {
lock.lock();
try {
// 将 timeout 统一转换为 纳秒
long nanos = unit.toNanos(timeout);
while (queue.isEmpty()) {
try {
// 返回值是剩余时间
if (nanos <= 0) {
//todo 返回对象代替boolean？
return null;
}
//todo 自动给返回需要等待的剩余时间
nanos = emptyWaitSet.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
T t = queue.removeFirst();
fullWaitSet.signal();
return t;
} finally {
lock.unlock();
}
}
// 阻塞获取，图中的poll
public T take() {
lock.lock();
try {
while (queue.isEmpty()) {
try {
emptyWaitSet.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
T t = queue.removeFirst();
fullWaitSet.signal();
return t;
} finally {
lock.unlock();
}
}
// 阻塞添加
public void put(T task) {
lock.lock();
try {
while (queue.size() == capcity) {
try {
//TODO 对主线程不友好，主线程太多任务卡住了。所以可以加拒绝策略
log.debug("等待加入任务队列 {} ...", task);
fullWaitSet.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
log.debug("加入任务队列 {}", task);
queue.addLast(task);
emptyWaitSet.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
// 带超时时间阻塞添加，增强put
public boolean offer(T task, long timeout, TimeUnit timeUnit) {
lock.lock();
try {
long nanos = timeUnit.toNanos(timeout);
while (queue.size() == capcity) {
try {
if(nanos <= 0) {
return false;
}
log.debug("等待加入任务队列 {} ...", task);
nanos = fullWaitSet.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
log.debug("加入任务队列 {}", task);
queue.addLast(task);
emptyWaitSet.signal();
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}
public int size() {
lock.lock();
try {
return queue.size();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void tryPut(RejectPolicy<T> rejectPolicy, T task) {
lock.lock();
try {
// 判断队列是否满
if(queue.size() == capcity) {
rejectPolicy.reject(this, task);
} else { // 有空闲
log.debug("加入任务队列 {}", task);
queue.addLast(task);
emptyWaitSet.signal();
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
}-
线程池（线程集合、阻塞队列）
class ThreadPool {
// 任务队列
private BlockingQueue<Runnable> taskQueue;
// 线程集合
//todo 共享但线程不安全对象
private HashSet<Worker> workers = new HashSet<>();
// 核心线程数
private int coreSize;
// 获取任务时的超时时间，超时了让线程结束
private long timeout;
private TimeUnit timeUnit;
private RejectPolicy<Runnable> rejectPolicy;
//TODO 执行任务，传来的线程任务，但不会事先start（只是传给一个任务内容），交给workers执行，线程集合
public void execute(Runnable task) {
// 当任务数没有超过 coreSize 时，直接交给 worker 对象执行
// 如果任务数超过 coreSize 时，加入任务队列暂存
synchronized (workers) {
if(workers.size() < coreSize) {
Worker worker = new Worker(task);
log.debug("新增 worker{}, {}", worker, task);
workers.add(worker);
//启动线程
//todo 在worker内部的run实现线程复用细节
worker.start();
} else {
// taskQueue.put(task);
// 1) 死等
// 2) 带超时等待
// 3) 让调用者放弃任务执行
// 4) 让调用者抛出异常
// 5) 让调用者自己执行任务
//todo 将操作选择下放，让调用者（线程池使用者）选择
//todo 策略模式：把具体操作抽象成一个接口，具体实现让调用者传递过来，不写死在ThreadPool里
//todo 封装到taskqueue中，因为里面有reentrantlock锁，保证线程安全。所以希望把方法的逻辑都封装到他的内部来完成
taskQueue.tryPut(rejectPolicy, task);
}
}
}
public ThreadPool(int coreSize, long timeout, TimeUnit timeUnit, int queueCapcity, RejectPolicy<Runnable> rejectPolicy) {
this.coreSize = coreSize;
this.timeout = timeout;
this.timeUnit = timeUnit;
// 初始化任务队列大小
this.taskQueue = new BlockingQueue<>(queueCapcity);
this.rejectPolicy = rejectPolicy;
}
//TODO 自定义线程对象
class Worker extends Thread{
private Runnable task;
public Worker(Runnable task) {
this.task = task;
}
@Override
public void run() {
// 执行任务
// 1) 当 task 不为空，执行任务
// 2) 当 task 执行完毕，再接着从任务队列获取任务并执行
// while(task != null || (task = taskQueue.take()) != null) {
//todo 查下任务队列是否还有任务，从而实现线程不是一次性的？用自定义超时获取任务poll(),内部类可以用外部类的成员变量
while(task != null || (task = taskQueue.poll(timeout, timeUnit)) != null) {
try {
log.debug("正在执行...{}", task);
//todo 执行传来的原始task
task.run();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
task = null;
}
}
//todo 执行完所有可执行的任务时移除掉，不能将他持久化的
synchronized (workers) {
log.debug("worker 被移除{}", this);
workers.remove(this);
}
}
}
}-
拒绝策略
@FunctionalInterface // 拒绝策略
interface RejectPolicy<T> {
void reject(BlockingQueue<T> queue, T task);
}-
测试
public class TestPool {
public static void main(String[] args) {
ThreadPool threadPool = new ThreadPool(1,
//todo 函数式编程，动态传入具体的逻辑
1000, TimeUnit.MILLISECONDS, 1, (queue, task)->{
// 1. 死等
// queue.put(task);
// 2) 带超时等待
// queue.offer(task, 1500, TimeUnit.MILLISECONDS);
// 3) 让调用者放弃任务执行
// log.debug("放弃{}", task);
// 4) 让调用者抛出异常
//todo 抛异常之后后面的任务也不会创建了？？后面的任务根本不会执行
// throw new RuntimeException("任务执行失败 " + task);
// 5) 让调用者自己执行任务
//todo 不交给线程池执行
task.run();
});
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int j = i;
threadPool.execute(() -> {
try {
Thread.sleep(1000L);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
log.debug("{}", j);
});
}
}
}
