一、线程池是什么
虽然创建线程 / 销毁线程 的开销不大。但是我们想象一下下面的场景:
学校附近新开了一家快递店,老板很精明,想到一个与众不同的办法来经营。店里没有雇人,而是每次有业务来了,就现场找一名同学过来把快递送了,然后解雇同学。这个类比我们平时来一个任务,起一个线程进行处理的模式。
很快老板发现问题来了,每次招聘+ 解雇同学的成本还是非常高的。老板还是很善于变通的,知道了为什么大家都要雇人了,所以指定了一个指标,公司业务人员会扩张到 3 个人,但还是随着业务逐步雇人。于是再有业务来了,老板就看,如果现在公司还没 3 个人,就雇一个人去送快递,否则只是把业务放到一个本本上,等着 3 个快递人员空闲的时候去处理。这个就是我们要带出的线程池的模式。
二、认识Java标准库中的线程池
其中,ExecutorService service 是一个线程池对象。Executors.newFixedThreadPool()是创建线程池的过程。Executors称为“工厂类”。newFixedThreadPool() 是工厂方法。这里涉及到的设计模式是“工厂模式”。什么是“工厂模式”?工厂,顾名思义,就是负责“生产”的。一般创建对象,都是通过构造方法来new对象。但是构造方法,存在重大缺陷。此时就可以使用工厂模式来解决问题。
构造方法存在什么样的缺陷呢?Java中规定构造方法的名字必须和类名相同,而有的类,需要有多种不同的构造方式,但是构造方法名字又固定,此时就只能通过构造方法的重载(要求参数的个数和类型要有差别)来满足实现多种不同的构造方式。我们来举一个例子:
假设现在需要有一个类:Point 类,(描述平面上的一个点),第一种典型的构造方式,使用笛卡尔坐标来构造:
class Point{ public Point(double x, double y){ } }
第二章典型的构造方式,使用极坐标系来构造:
public Point(double r,double a){//r为半径,a为角度 }
此时,问题就出现了,我们明明是想按照两种方式进行构造,但是这两个构造方式,参数的个数和类型是一样的,无法构成重载,编译器会报错。此时构造方法的缺陷就体现出来了。
要解决上述问题,可以通过“工厂模式”的方案。
不使用构造方法了,使用普通方法来构造对象,这样,方法名字就可以是任意的了。在普通方法内部去 new 对象,由于普通方法的目的是为了创建出对象来,这样的方法一般得是静态的。
class Point{ public static void makePointXY(double x, double y){ //在普通方法里new对象 } public static void makePointRA(double r, double a){ //在普通方法里new对象 } }
后续再创建对象,就可以这样创建:
Point p = Point.makePointRA(10,20); Point p1 = Point.makePointXY(5.5,6.5);
这样的操作,就叫做“工厂”设计模式,上面的方法也叫做“工厂方法”。
创建一个固定线程数量的线程池:
创建一个线程数目动态变化的线程池:
创建一个包含单个线程的线程池:
2.1 使用线程池
线程池对象创建(工厂模式创建)好之后,使用submit方法,就可以把任务添加到线程池中。
public static void main(String[] args) { ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(4); for (int i = 0; i < 100; i++) { service.submit(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("hello"); } }); } }
调用submit方法,创建100各打印“hello”的任务。
除了上述这些线程池之外,标准库还提供了一个接口更丰富的线程池类,“ThreadPoolExecutor"。
上述提供的创建线程池的工厂方法,都是对 ThreadPoolExecutor 的一个封装,是为了使用方便。
这个ThreadPoolExecutor有很多可以供我们调整的选项,更好的满足实际需求。我们来看一下Java标准库中对于ThreadPoolExecutor 的介绍。
这里,我们了解了最后一种构造方法,其他的构造方法也就很好理解了。
表示核心线程数(至少得有这些线程,哪怕当前线程池没有任务)
表示最大线程数(最多不能超过这些线程,哪怕当前线程池任务再多)
ThreadPoolExecutor 里面的线程个数并不是固定不变的,会根据当前任务的情况发生动态变化。
表示不是核心线程的线程,可以持续空闲的时间。
当不是核心线程的线程,到达这个指定的时间阈值后,就被自动销毁了。
线程池内部有很多任务,这些任务可以使用阻塞队列来管理。(线程池可以内置阻塞队列,也可以手动指定阻塞队列)。
工厂模式,通过这个工厂类,创建线程。
拒绝策略/方式,线程池里有阻塞队列,当阻塞队列已满,继续添加任务,如何处理?标准库中也给出了现成的拒绝策略:
①
简而言之,直接抛出异常,线程池不干活了。
②
哪个线程添加了任务,就去负责执行这个任务。
③
丢弃最早的任务,执行新的任务。
④
直接把新的任务丢弃。
三、简单线程池自定义实现
class MyThreadPool{ private BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>(); public void submit(Runnable runnable) throws InterruptedException { //通过这个方法,把任务添加到线程池中 queue.put(runnable); } //创建固定数量的线程池 public MyThreadPool(int n){//n表示线程池中线程的个数 for (int i = 0; i < n; i++) { Thread t = new Thread(()->{ while (true){ //取出任务并执行 try { Runnable runnable = queue.take(); runnable.run(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); t.start(); } } } public class Test { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { MyThreadPool pool = new MyThreadPool(4); for (int i = 0; i < 100; i++) { pool.submit(new Runnable() { @Override public void run() { //要执行的工作 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"hello"); } }); } } }
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