Java中的线程池你了解多少?

简介: Java中的线程池你了解多少?



 

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:

 简而言之,直接抛出异常,线程池不干活了。

哪个线程添加了任务,就去负责执行这个任务。

丢弃最早的任务,执行新的任务。

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");
                }
            });
        }
    }
}


🌈🌈🌈好啦,今天的分享就到这里!

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