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Java簡單實現(xiàn)線程池

 更新時間:2021年04月26日 10:34:28   作者:GlorygloryGlory  
這篇文章主要為大家詳細介紹了Java簡單實現(xiàn)線程池,文中示例代碼介紹的非常詳細,具有一定的參考價值,感興趣的小伙伴們可以參考一下

本文實例為大家分享了Java簡單實現(xiàn)線程池的具體代碼,供大家參考,具體內(nèi)容如下

一、線程池

線程池是一種緩沖提高效率的技術(shù)。
相當于一個池子,里面存放大量已經(jīng)創(chuàng)建好的線程,當有一個任務(wù)需要處理時, 可以直接從池子里面取一個線程去執(zhí)行它。 包括內(nèi)存池,很多緩沖的技術(shù)都是采用這種技術(shù)。 其實理解起來很簡答!

為什么需要線程池,這種池的技術(shù)?

1.1 減少開辟資源和銷毀資源帶來的損耗。

開辟線程,申請內(nèi)存(具體的可以看C語言中malloc底層實現(xiàn)原理),銷毀線程、釋放內(nèi)存資源等一些操作都是有時間消耗的。
因此一開始開辟大量的資源進行管理,需要使用時從池中取一個去使用, 使用完畢后再放回池中管理, 這樣可以避免資源開辟和銷毀帶來的時間損耗。

1.2 提高響應(yīng)。

用戶來了一個請求, 能夠立刻從開辟好的線程池中取一個線程去處理執(zhí)行。 提高響應(yīng)效率,提高用戶體驗。

1.3 有效管理資源

管理資源統(tǒng)一開辟和銷毀, 監(jiān)控線程狀態(tài)和調(diào)優(yōu)

二、線程池分析

對于線程池的實現(xiàn)我們劃分為2個部分

1、線程安全的任務(wù)隊列(采用隊列,不過是線程安全的而已),保證工作線程在去任務(wù)時不會發(fā)生沖突(重復(fù)取同一個任務(wù)處理,二次執(zhí)行或者多次的問題)。
2、對工作線程的監(jiān)管(采用是List管理工作線程),方便線程的銷毀和管理。

線程池處理邏輯:

1、每當添加一個任務(wù),就會從線程池中取一個工作線程去處理執(zhí)行它。
2、沒有任務(wù)處理時, 工作線程應(yīng)該處于阻塞狀態(tài)等待任務(wù)到來, 不會競爭占用CPU資源
3、線程池相當于生產(chǎn)-消費模型, 只不過生產(chǎn)線程的中生產(chǎn)任務(wù)不同罷了。

3、主線程相當于監(jiān)管線程,最終負責工作線程的銷毀。

三、線程池實現(xiàn)

1、 工作線程Worker

1.1、工作線程負責從阻塞任務(wù)隊列中取出任務(wù)執(zhí)行。由于存在很多個線程對同一個隊列操作,因此這個任務(wù)隊列一定得是線程安全的(采用BlockingQueue接口, 這是GUC提供的,線程安全)
1.2、工作線程的創(chuàng)建方式屬于線程創(chuàng)建的方式之一。
1.3、每個工作線程都維護一個阻塞任務(wù)隊列。
1.4、線程的執(zhí)行方法run()中,以線程的中斷狀態(tài)為循環(huán)判斷條件(方便線程銷毀, 只要將工作線程的中斷狀態(tài)置為true即可釋放工作線程)其次就是BlockingQueue接口提供的take()方法。

該方法在隊列沒有元素時處于阻塞狀態(tài),直接取到元素,這樣就解決了沒有任務(wù)工作線程處于阻塞狀態(tài),不會搶占CPU

//實現(xiàn)工作線程 - 工作線程中維護了公有的任務(wù)隊列(阻塞), 工作線程的執(zhí)行邏輯。 循環(huán)取隊列中的任務(wù)去執(zhí)行處理。
class Worker extends Thread {
    //阻塞任務(wù)隊列 - 可以保證多個線程對隊列操作, 線程安全
    private BlockingQueue<Runnable> queue = null;
    //每個工作線程都會有一個阻塞隊列,這個隊列中保存了所有的任務(wù)
    public Worker(BlockingQueue<Runnable> queue, int id) {
        this.queue = queue;
     //   Thread.currentThread().setName("郝夢武" + id + "號工作線程");
    }
    
    //工作線程執(zhí)行內(nèi)容
    @Override
    public void run() {
        //每個線程通過isInterrupted()判斷線程異常狀態(tài)。
        try {
            while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                //如果線程正常, 返回false, 出現(xiàn)異常, 返回true, 該狀態(tài)默認為false
                Runnable command = queue.take();    //如果隊列為空, take會讓線程阻塞
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在處理任務(wù)" + command.hashCode());
                command.run();
            }
        }
        catch(InterruptedException e) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被中止了");
        //    e.printStackTrace();      //不需要拋出異常
        }
    }
}

2、線程池對象MyThreadPool

1、創(chuàng)建工作線程并管理,添加任務(wù)。
2、銷毀所有工作線程

//線程池 - 維護很多個線程, 當來一個任務(wù)時, 從線程池中獲取一個線程去處理執(zhí)行。
//好處: 防止線程頻繁開辟和銷毀帶來的性能損耗
class MyThreadPool {
    //創(chuàng)建任務(wù)線程安全的隊列, 保證多個線程對這個隊列操作時是線程安全的
    private BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
    //線程管理列表 - 這個列表保存了所有線程對象的引用, 方便后續(xù)的管理
    private List<Worker> Wokers = new ArrayList<>();
    private final static int maxWorkerCount = 10;   //線程池最大允許的個數(shù)

    //execute方法
    public void execute(Runnable command) throws InterruptedException {
        if(Wokers.size() < maxWorkerCount) {
            //創(chuàng)建一個新的工作線程
            Worker worker = new Worker(queue, Wokers.size());   //創(chuàng)建工作線程
            worker.start();                      //創(chuàng)建的工程線程啟動
            Wokers.add(worker);                  //添加到管理列表中
        }
        queue.put(command);                      //添加任務(wù)到線程安全的隊列中
    }

    //銷毀所有線程 - 將每個線程中狀態(tài)置為中斷狀態(tài)方法, 并且
    public void shutDown() throws InterruptedException {
        for(Worker worker : Wokers) {
            worker.interrupt();                  //將線程的狀態(tài)置為中斷, 調(diào)用isInterruptd()返回值為true
        }
        //并且讓主線程join阻塞等待所有工作線程
        for(Worker worker : Wokers) {
            worker.join();                       //join方法可以讓調(diào)用的線程處于阻塞狀態(tài), 知道等待的線程結(jié)束完畢之后就會恢復(fù)
        }
        //執(zhí)行到這塊, 代表所有的線程銷毀完畢
        System.out.println("所有工作線程銷毀完畢!");
    }
}

3、測試代碼

class MyRunnable implements Runnable {
    private int num;
    MyRunnable(int num) {
        this.num = num;
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("正在執(zhí)行任務(wù): " + num);
    }
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
     MyThreadPool myThreadPool = new MyThreadPool();
     for(int i = 0; i < 1000; i++) {
         myThreadPool.execute(new MyRunnable(i + 1));
     }
     Thread.sleep(2000);   //主線程休眠2s
     myThreadPool.shutDown();  //銷毀所有工作線程
     System.out.println("線程池已經(jīng)被銷毀了");
     }

4、測試結(jié)果

總結(jié):

以上的代碼只是簡單模擬實現(xiàn)了線程池。
不僅僅是線程池,內(nèi)容池,還有很多池的應(yīng)用場景。
池的技術(shù)雖然能夠起到快速響應(yīng)的特點,但是還是存在問題。
第一點: 池需要在一開始創(chuàng)建很多資源, 這和我們機器內(nèi)存大小有關(guān)系。
第二點: 池中的線程過多,但是任務(wù)過少,導(dǎo)致很多線程浪費掉, 因此池中開辟多大的資源需要根據(jù)實際情況而言。

以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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