Java多线程入门到精通学习大全？了解线程池和线程常用集合的基本原理、代码示例！（第六篇：线程池和集合的学习）

news2024/11/16 4:34:47

设计和实现多线程应用程序需要了解线程池、线程常用集合等相关知识。下面我们将分别介绍线程池、线程常用集合的原理、使用场景、代码示例、注意事项和总结。

1. 线程池

线程池是一种线程调度机制，它可以管理多个线程，并且可以重复使用这些线程来处理多个任务，从而减少线程创建和销毁的开销。线程池通常由以下四个组件组成：任务队列、线程池管理器、工作线程和线程池状态。

原理：线程池实现的核心是一个线程池管理器，管理器可以创建一定数量的线程，并且将这些线程存储在一个任务队列中。当有任务到来时，管理器会从队列中取出一个线程，并将任务分配给这个线程执行。任务执行完成后，线程并不会被销毁，而是重新放回任务队列中，等待下一次调度。线程池状态通常包括可用线程数、等待任务数、执行任务数等。

使用场景：对于需要频繁的线程创建和销毁的任务场景，使用线程池可以避免线程创建销毁带来的性能开销。在服务器端处理多个客户端请求时，线程池也是非常常见的使用场景。
代码示例：下面是一个简单的Java线程池示例。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
 public class MyThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程池
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
         // 提交任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            pool.execute(new MyTask(i));
        }
         // 关闭线程池
        pool.shutdown();
    }
}
 class MyTask implements Runnable {
    private int taskId;
     public MyTask(int taskId) {
        this.taskId = taskId;
    }
     @Override
    public void run() {
        System.out.println("Task " + taskId + " is running.");
    }
}

注意事项：线程池中创建的线程数量需要根据实际场景进行调整，如果线程数过多，会造成系统的负载过高；如果线程数过少，会造成任务等待时间过长，从而影响系统的性能。

总结：线程池可以有效地利用系统资源，减少线程创建和销毁的开销，提高系统的性能。但需要注意线程池中线程数量的调整，避免对系统的负载产生不必要的影响。

2. 线程常用集合

线程常用集合是一些线程安全的数据结构，可以在多线程环境下安全地进行数据读写操作。线程常用集合包括：ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList、BlockingQueue等。

原理：线程安全的数据结构通常是通过锁、CAS等机制来保证多个线程的数据访问的安全性。

使用场景：线程常用集合通常用于多线程共享数据的场景下，如多线程操作同一个列表、哈希表、队列等数据结构时，需要使用线程常用集合进行数据访问。

代码示例：下面是一个简单的Java线程安全列表示例。

import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
 public class MyThreadSafeList {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程安全的列表
        List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
         // 启动两个线程同时往列表中添加数据
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                list.add("Data1_" + i);
            }
        }).start();
         new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                list.add("Data2_" + i);
            }
        }).start();
         // 等待所有线程执行完成
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
         // 输出列表中的数据
        System.out.println(list);
    }
}