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多线程篇八

article 2024/9/29 12:47:17

多线程篇八

如笔者理解有误欢迎指正交流🌸🌸🌸

线程池

什么是线程池？

顾名思义，线程池是一个存放了很多线程的池子.既然有很多线程，那一定很方便调用对吧，有很多线程那大家一定喜欢一起玩吧（并发）.

线程池是一种并发编程中常用的技术，用于管理和重用线程.
线程池由线程池管理器、工作队列和线程池中的线程构成.

线程池的优点

由于进程的频繁创建和销毁带来的巨大开销，所以聪明的大佬们选择引入线程池或者更轻量级的协程（纤程）.
协程的本质室程序员再用户态代码中进行调度，不依赖内核.
纯用户态代码是基于线程封装过来的就比内核调用更加安全.
而引入线程池就能减少每次启动、销毁线程的损耗.【用完了也不用销毁，多次利用，喜欢用一辈子的奥特乐袋子！(bushi】

标准库中线程池

Tips

corePoolSize: 核心线程数(一个线程池里,最少有多少个线程)
maximumPoolSize :最大线程数(一个线程池中,最多有多少个线程)
keepAliveTime:线程空闲超过这个时间阈值,就会被销毁
unit:时间单位,取分钟,秒,小时等等
workQueue:和定时器相同,线程池也可以有很多任务,也可以设置为带有优先级的
ThreadFactory: 线程工厂,本质上是给new这个操作封装了一层,可能同名同参数的构造方法,这样构成不了重载,我们就想弥补一下这个缺陷,封装一层构造方法.

拒绝策略【重点】

一个线程池能容纳的任务数量有限，当持续添加任务的时候可能会超出上限，这时候拒绝策略就闪亮登场了.

1.直接抛出异常，新任务和旧任务都罢工.
2.新任务由添加它的线程自己执行.
3.丢弃任务队列中最老的任务
4.丢弃当前新加的任务

Excutors创建线程的几种方式

newFixedThreadPool:创建固定数目的线程池
newCacheThreadPool:创建线程数目动态增长的线程池(构造出的线程池对象都能动态适应需要添加新任务时线程会根据需要自动被创建出来并且可以在池中保留一段时间)
newSingleThreadExcutor：创建只包含单个线程的线程池
newScheduledThreadPool:设定延迟时间的执行命令/定期执行命令(进阶版的定时器)

线程池的实现

上代码！

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class ThreadPool {
    //用于保存线程,用于以后能取出线程并修改
    private List<Thread> ThreadList = new ArrayList<>();
    //用于保存任务的队列
    private BlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<>(1000);

    //通过这个方法,把这个任务添加到线程池中.
    public void submit(Runnable runnable) throws InterruptedException {
        queue.put(runnable);
    }

    //通过n指定创建多少个线程
    //创建了一个固定数量的线程池
    public ThreadPool(int n) {
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            Thread t = new Thread(() -> {
                try {
                    //取出一个任务,并执行
                    Runnable runnable = queue.take();
                    runnable.run();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
            t.start();
            ThreadList.add(t);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadPool pool = new ThreadPool(4);
        for(int i = 0; i < 1000; i++) {
            int n = i;
            pool.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    //要执行的工作
                    System.out.println("执行任务 " + n + ", 当前线程为: " + Thread.currentThread().getId());
                }
            });
        }
    }
}

使用线程池需要设置线程的数目为多少合适？
一个线程执行的代码主要分为两类
1.CPU密集型(主要逻辑是算术运算/逻辑判断)
2.IO密集型(主要是进行IO操作)

假设一个代码的所有代码都还是CPU密集型的这时线程池的数量不应该超过N（N是极限）设置比N更大这个时候久无法提高效率了.在 CPU满的情况下无法提高效率此时增加线程反而增加更多的线程开销.
如果一个线程的所有代码是IO密集的，此时不用CPU，此时设置的线程数就可能超过N.较大的值可以用一个核心通过线程调用的方式并发执行.

正确的思路：线程池的线程数目与代码密切相关所以通过实验的方式进行性能测试将代码修改成符合预期的状态

补充

对比线程和进程

线程的优点

1.创建出一个新的线程比创建一个新进程的代价小得多.
2.与进程之间切换相比，线程之间切换很少需要OS
3.线程占用的资源更少（相比进程
4.可以充分利用多处理器的可并行数量
5.在等待IO操作结束的时候执行其他的计算任务
6.计算密集型应用，将计算分解到多个线程中实现
7.I/O密集型应用为了提高性能将I/O操作重置线程可以等待不同的I/O操作