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【JavaEE】【多线程】线程池

article 2024/10/28 13:07:03

一、线程池

线程池：线程池可以简单理解为存放多个线程的一段空间。

线程池的作用：就是把线程提前创建好，放入线程池中，需要线程时从线程池中取，线程用完归还到线程池中。这样就可以减少线程创建的开销。

一个操作系统包含内核和以及其它计算机系统所必须的组件，
而内核中包含了操作系统的各种核心功能：管理硬件设备，给软件提供稳定的运行环境。
而在计算机中认为有一段代码在应用程序中完成，执行过程是可控的，而在内核中完成的过程是不可控的。而可控的操作比不可控更加高效。

直接创建线程比从线程池拿线程开销小的原因：

直接创建线程，需要内核配合完成，是不可控的；
先创建好在从线程池中去取，取线程就是可控的操作。

Java标准库中提供的类ThreadPoolExecutor就是创建线程池的类。

二、ThreadPoolExecutor类讲解

2.1 构造方法

在ThreadPoolExecutor类中主要提供了下面四种不同参数的构造方法。
我们讲解第四种7种参数版本中每个参数代表什么。

2.1.1 corePoolSize和maximumPoolSize

int corePoolSize代表核心线程数的个数。核心线程随着线程池的创建而创建，销毁而销毁。
int maximumPoolSize代表最大线程数。就是核心线程数与非核心线程数之和。非核心线程是自适应创建的，不繁忙的时候就销毁，繁忙的时候在创建。

2.1.2 KeepAliveTime和unit

long KeepAliveTime代表非核心线程允许空闲的最大时间。
TimeUnit unit代表时间单位。
TimeUnit是一个枚举类。

2.1.3 workeQueue

blockingQueue<Runnable> workQueue代表工作队列，也是一个阻塞队列。线程池本身就是一个生产者消费者模型，调用submit方法就是在生产，线程池中的线程就是消费者。

2.1.4 threadFactory

ThreadFactory threadFactory给线程Thread类提供的工厂类。
ThreadFactory是一个接口。

并不能直接出来一个对象，需要我们自己创建类实现该接口。
也可以使用Java中自带的默认的方式Executors类下的defaultThreadFactory方法：Executors.defaultThreadFactory();

工厂模式：工厂模式就是主要用来弥补构造方法的缺陷的一种设计模式。当构造方法因为重载限制时，可以当前类中使用static静态方法（这个静态方法也称为工厂方法）或者单独使用一个类提供静态方法（这个类称为工厂类），在静态方法中调用构造方法。

例子：我们表示一个点的坐标有使用（x,y）坐标系的方法和（ρ,θ）来表示。
像下面这样提供构造方法就会报错。

但是我们像下面这样提供一个工厂类就可以避免了。

class Point {
    double x;
    double y;
    double ρ;
    double θ;
}
class PointFactory {
    public static void PointXY(double x, double y) {
        Point point = new Point();
        point.x = x;
        point.y = y;
        
    }
    public static void Pointρθ(double ρ, double θ) {
        Point point = new Point();
        point.ρ = ρ;
        point.θ = θ;

    }
    
}

2.1.5 handler

RejectedExectionHandler handler表示拒绝策略。

在调用submit，将任务给到任务队列，而在线程池中不会像阻塞队列一样，队列满了就阻塞，而是提供了4中拒绝策略。

AbortPolicy：线程池中直接抛出异常，撂挑子不干了。
CallerRunsPolicy：让调用submit方法的线程自己执行这个任务。
DiscardOldestPolicy：丢弃线程池中最老的任务，给新任务腾出空间。
DiscardPolicy：丢弃线程池中最新的任务，即submit的任务。

三、简易构造线程池

在Java中提供了Exectors类对ThreadPoolExecutor类进行了进一步封装，可以使用这个类来创建一个默认的线程池。

四、自己实现一个简单线程池

我们创建一个固定容量的线程池，只实现其中的submit方法和构造方法。

构造一个阻塞队列；
在构造方法中传要创建的线程数，循环创建线程，在线程中循环拿出队列中的任务，并执行run方法，不要忘记start线程。
在submit方法中只要将任务put到队列中即可。

public class MyThreadPoolExecutor {
    //
    BlockingDeque<Runnable> queue = new LinkedBlockingDeque<>(1000);
    
    public MyThreadPoolExecutor(int n ) {
        //创建n个线程
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                try{
                    while(true) {
                        Runnable task = queue.take();
                        task.run();
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
            thread.start();
        }
    }
    public void submit(Runnable task) throws InterruptedException {
        queue.put(task);
    }
}