今天给大家分享一个经过扩展后的线程池,且我觉得扩展的思路非常好的。
放心,我标题党来着,我觉得面试不会有人考这个玩意,但是工作中是有可能真的会遇到相应的场景。
为了引出这个线程池,我先给大家搞个场景,方便理解。
就拿下面这个表情包来做例子吧。
假设我们有两个程序员,就叫富贵和旺财吧。
上面这个表情包就是这两个程序员一天的工作写照,用程序来表示是这样的。
首先我们搞一个对象,表示程序员当时正在做的事儿:
public class CoderDoSomeThing { private String name; private String doSomeThing; public CoderDoSomeThing(String name, String doSomeThing) { this.name = name; this.doSomeThing = doSomeThing; } }
然后,用代码描述一下富贵和旺财做的事儿:
public class NbThreadPoolTest { public static void main(String[] args) { CoderDoSomeThing rich1 = new CoderDoSomeThing("富贵", "启动Idea"); CoderDoSomeThing rich2 = new CoderDoSomeThing("富贵", "搞数据库,连tomcat,crud一顿输出"); CoderDoSomeThing rich3 = new CoderDoSomeThing("富贵", "嘴角疯狂上扬"); CoderDoSomeThing rich4 = new CoderDoSomeThing("富贵", "接口访问报错"); CoderDoSomeThing rich5 = new CoderDoSomeThing("富贵", "心态崩了,卸载Idea"); CoderDoSomeThing www1 = new CoderDoSomeThing("旺财", "启动Idea"); CoderDoSomeThing www2 = new CoderDoSomeThing("旺财", "搞数据库,连tomcat,crud一顿输出"); CoderDoSomeThing www3 = new CoderDoSomeThing("旺财", "嘴角疯狂上扬"); CoderDoSomeThing www4 = new CoderDoSomeThing("旺财", "接口访问报错"); CoderDoSomeThing www5 = new CoderDoSomeThing("旺财", "心态崩了,卸载Idea"); } }
简单解释一下变量的名称,表明我还是经过深思熟虑了的。
富贵,就是有钱,所以变量名叫做 rich。
旺财,就是汪汪汪,所以变量名叫做 www。
你看我这个类的名称,NbThreadPoolTest,就知道我是要用到线程池了。
实际情况中,富贵和旺财两个人是可以各干各的事儿,互不干扰的,也就是他们应该是各自的线程。
各干各的事儿,互不干扰,这听起来好像是可以用线程池的。
所以,我把程序修改成了下面这个样子,把线程池用起来:
public class NbThreadPoolTest { public static void main(String[] args) { ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); List<CoderDoSomeThing> coderDoSomeThingList = new ArrayList<>(); coderDoSomeThingList.add(new CoderDoSomeThing("富贵", "启动Idea")); coderDoSomeThingList.add(new CoderDoSomeThing("富贵", "搞数据库,连tomcat,crud一顿输出")); coderDoSomeThingList.add(new CoderDoSomeThing("富贵", "嘴角疯狂上扬")); coderDoSomeThingList.add(new CoderDoSomeThing("富贵", "接口访问报错")); coderDoSomeThingList.add(new CoderDoSomeThing("富贵", "心态崩了,卸载Idea")); coderDoSomeThingList.add(new CoderDoSomeThing("旺财", "启动Idea")); coderDoSomeThingList.add(new CoderDoSomeThing("旺财", "搞数据库,连tomcat,crud一顿输出")); coderDoSomeThingList.add(new CoderDoSomeThing("旺财", "嘴角疯狂上扬")); coderDoSomeThingList.add(new CoderDoSomeThing("旺财", "接口访问报错")); coderDoSomeThingList.add(new CoderDoSomeThing("旺财", "心态崩了,卸载Idea")); coderDoSomeThingList.forEach(coderDoSomeThing -> { executorService.execute(() -> { System.out.println(coderDoSomeThing.toString()); }); }); } }
上面程序就是把富贵和旺财两人做的事情都封装到了 list 里面,然后遍历这个 list 把里面的东西,即“做的事情”都扔到线程池里面去。
那么上面的程序执行后,一种可能的输出是这样的:
乍一看没问题,富贵和旺财都在同时做事。
但是仔细一看,每个人做的事情的顺序不对了啊。
比如旺财看起来有点“精神分裂”,刚刚启动 Idea,嘴角就开始疯狂上扬了。
所以,到这里可以引出我想要的东西了。
我想要的是什么样的东西呢?
就是在保证富贵和旺财在同时做事的情况下,还要保证他们的做的事情是有一定顺序的,即按照我投放到线程池里面的顺序来执行。
用正式一点的话来描述是这样的:
我需要这样的一个线程池,它可以确保投递进来的任务按某个维度划分出任务,然后按照任务提交的顺序依次执行。这个线程池可以通过并行处理(多个线程)来提高吞吐量、又要保证一定范围内的任务按照严格的先后顺序来运行。
用我前面的例子,“按某个维度”就是人名,就是富贵和旺财这个维度。
请问你怎么做?
一顿分析
我会怎么做?
首先,我可以肯定的是 JDK 的线程池是干不成这个事儿的。
因为从线程池原理的角度来说,并行和先后顺序它是不能同时满足的。
你明白我意思吧?
比如我要用线程池来保证先后顺序,那么它是这样的:
只有一个线程的线程池,它可以保证先后顺序。
但是这玩意有意义吗?
有点意义,因为它并不占用主线程,但是意义不大,毕竟阉割了重要的“多线程”能力。
所以我们怎么在这个场景下把并行能力给提上去呢?
等等,我们好像已经有一个可以保证先后顺序的线程池了。
那么我们把它横向扩容,多搞几个,不就具备了并行的能力了吗?
然后前面提到的“按某个维度”,如果有多个只有一个线程的线程池了,那我也可以按照这个维度去映射“维度”和“每个线程池”呀。
用程序来说就是这样的:
标号为 ① 的地方就是搞了多个只有一个线程的线程池,目的是为了保证消费的顺序性。
标号为 ② 的地方就是通过一个 map 映射人名和线程池之间的关系。这里只是一个示意,比如我们还可以用用户号取模的方式去定位对应的线程池,比如用户号为奇数的用一个线程池,为偶数的用另外一个线程。
所以并不是“某个维度”里面有多少个数据就要定义多少个只有一个线程的线程池,它们也是可以复用的,这个地方有个小弯要转过来。
标号为 ③ 的地方就是根据名称去 map 里面去对应的线程池。
从输出结果来看,也是没有毛病的:
看到这里有的朋友就要说:你这不是作弊吗?
不是说好一个线程池吗,你这都弄了多个了。
你要这个角度看问题的话,那就把路走窄了。
你要想着有一个大的线程池,里面又放了很多个只有一个线程的线程池。
这样格局就打开了。
我上面的写法是一个非常简陋的 Demo,主要是引出这个方案的思路。
我要介绍的,就是基于这个思路搞出的一个开源项目。
是一位大公司的大佬写的,我看了一下源码,拍案叫绝:写的真他娘的好。
我先给你上一个使用案例和输出结果:
从案例看起来,使用方式也是非常的简单。
和 JDK 原生的用法的差异点就是我框起来的部分。
首先搞一个 KeyAffinityExecutor 的对象,来代替原生的线程池。
KeyAffinityExecutor 其中涉及到一个单词,Affinity。
翻译过来有类同的含义:
所以 KeyAffinityExecutor 翻译过来就是 key 类同的线程池,当你明白它的功能和作用范围后会觉得这个名字取的是针不戳。
接着是调用了 KeyAffinityExecutor 对象的 executeEx 方法,可以多传入一个参数,这个参数就是区分某一类相同任务的维度,比如我这里就给的是 name 字段。
从使用案例上看来,可以说封装的非常好,开箱即用。