我们知道，线程池中的所有线程都是由统一的线程工厂来创建的，当我们指定线程工厂时，线程池中的所有线程会使用我们指定的线程工厂来创建线程；但如果没有指定线程工厂，则会使用默认的线程工厂 DefaultThreadFactory 来创建线程，核心源码如下：
DefaultThreadFactory() {
@SuppressWarnings("removal")
SecurityManager s = System.getSecurityManager();
group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
Thread.currentThread().getThreadGroup();
namePrefix = "pool-" +
poolNumber.getAndIncrement() +
"-thread-";
}
那么问题来了，面试官问的是“如何实现优先级线程池？”，为什么我们一上来先讲了线程工厂呢？
这是因为，当我们讲到线程池优先级的时候，我们首先会想到线程的优先级，所以按照惯性思考，当面试官问到如何使用实现优先级线程池时，我们首先会考虑是不是在创建线程池的时候，可以通过某种方法来创建不同的线程优先级，从而实现优先级线程池？这就是开头我们一上来就讲线程工厂的原因。
那在线程工厂中如何设置线程的优先级呢？
它的设置也比较简单，如下代码所示：
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class CustomThreadPoolExecutorDemo {
public static void main(String[] args) {
// 自定义线程工厂
ThreadFactory threadFactory = new CustomThreadFactory();
// 创建线程池
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 2, 0,
TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<>(),
threadFactory);
// 提交任务
executor.execute(() -> System.out.println("Task 1"));
executor.execute(() -> System.out.println("Task 2"));
// 关闭线程池
executor.shutdown();
}
static class CustomThreadFactory implements ThreadFactory {
@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
Thread thread = new Thread(r);
// 设置线程优先级为最低优先级
thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
return thread;
}
}
}
但是这种方式也有问题，那就是线程工厂是统一的，所以即使能在线程工厂中设置线程的优先级，那么也是将整个线程池中的所有线程都设置成统一的优先级了，而不能解决咱们本文提出的问题的，那如何才能实现优先级线程池呢？
1.优先级线程池实现思路
转念一想，既然不能在线程优先级上下功夫，但我们是否可以在线程池的任务队列上动点心思呢？
此时我们想到，可以使用 PriorityBlockingQueue 优先级队列来对任务进行排序啊（PriorityBlockingQueue 天生支持按照优先级自动排序任务的），这样不就能保证优先级高的任务会被线程池优先获取并执行了嘛！
所以，有时候一条路走不通的时候，我们可以尝试换一个思路再试试。
2.优先级队列使用
我们先来测试一下 PriorityBlockingQueue 的使用，以尝试其可行性，示例代码如下：
import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
public class PriorityBlockingQueueExample {
public static void main(String[] args) {
PriorityBlockingQueue<Task> priorityQueue = new PriorityBlockingQueue<>();
// 添加任务到优先级队列
priorityQueue.add(new Task("Task 1", 1));
priorityQueue.add(new Task("Task 4", 4));
priorityQueue.add(new Task("Task 3", 3));
priorityQueue.add(new Task("Task 2", 2));
// 从优先级队列中取出任务并执行
while (!priorityQueue.isEmpty()) {
Task task = priorityQueue.poll();
if (task != null) {
task.execute();
}
}
}
static class Task implements Comparable<Task> {
private String name;
private int priority;
public Task(String name, int priority) {
this.name = name;
this.priority = priority;
}
public void execute() {
System.out.println("Executing task: " + name);
}
@Override
public int compareTo(Task o) {
return Integer.compare(this.priority, o.priority);
}
}
}
以上程序的执行结果如下：
从上述结果和代码可以看出，我们添加任务的顺序是：1、4、3、2，但最终会按照优先级排队执行的顺序是：1、2、3、4，执行结果符合我们的预期，优先级高的任务先被执行了（数字越小，优先级越高）。
3.优先级线程池
因此，我们实现的优先级线程池的最终代码如下：
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class PriorityThreadPool {
public static void main(String[] args) {
BlockingQueue<Runnable> queue = new PriorityBlockingQueue<>(1000);
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0, TimeUnit.SECONDS, queue
);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
int finalI = i;
executor.execute(new PriorityTask(i, () -> {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("优先级：" + finalI);
}));
}
}
static class PriorityTask implements Runnable, Comparable<PriorityTask> {
private final int priority;
private final Runnable task;
public PriorityTask(int priority, Runnable task) {
this.priority = priority;
this.task = task;
}
@Override
public void run() {
task.run();
}
@Override
public int compareTo(PriorityTask other) {
// 优先级高的任务应该排在前面（数字越小优先级越大）
return Integer.compare(this.priority, other.priority);
}
}
}
以上程序执行结果如下：
从上述结果可以看出，线程池是完全按照优先级从高到低的顺序执行的（数字越小优先级越高），如果将 compareTo 中的排序方法倒置之后，那么线程池的执行顺序就完全相反了，可见使用 PriorityBlockingQueue 实现优先级线程池的效果非常显著。
课后思考
那么问题来了，PriorityBlockingQueue 在并发环境下会有线程安全问题吗？PriorityBlockingQueue 底层是如何保证线程安全的？
本文已收录到我的面试小站 www.javacn.site，其中包含的内容有：Redis、JVM、并发、并发、MySQL、Spring、Spring MVC、Spring Boot、Spring Cloud、MyBatis、设计模式、消息队列等模块。
