Java手写线程池:带你翻过线程池这座山

简介: 下面介绍一下线程池执行任务的流程,理解各个属性的意义。当一个线程池初始化,向线程池提交任务,线程池新建线程执行任务,随着线程创建,线程数逐渐增多,当达到 corePoolSize 线程池将不再新建线程,而是将任务放入任务等待队列 workQueue 。再持续向线程池提交任务,当等待队列满了,这时会继续新建线程,直到到达最大线程数 maximumPoolSize,如果还继续有任务到来,线程池无法处理,这时就启动拒绝策略。

如果想玩转 Java 的多线程与高并发,线程池是你永远也绕不过的山。既然绕不过,我们就啃他,吃透线程池,玩转高并发。


Jdk里的线程池


主要属性

private volatile int corePoolSize; //核心线程数
private volatile int maximumPoolSize; //最大线程数
private volatile long keepAliveTime; //存活时间
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue; //任务等待队列
private volatile ThreadFactory threadFactory; //线程工厂
private volatile RejectedExecutionHandler handler; //拒绝策略

下面介绍一下线程池执行任务的流程,理解各个属性的意义。当一个线程池初始化,向线程池提交任务,线程池新建线程执行任务,随着线程创建,线程数逐渐增多,当达到 corePoolSize 线程池将不再新建线程,而是将任务放入任务等待队列 workQueue 。再持续向线程池提交任务,当等待队列满了,这时会继续新建线程,直到到达最大线程数 maximumPoolSize,如果还继续有任务到来,线程池无法处理,这时就启动拒绝策略。

这个过程我们可以以生活中的例子比喻一下。大致我们把线程池理解为理发店。那么流程就是:来了顾客开始理发,比如只有4个理发师4个座位,相当于核心线程。那么来了过多的顾客,理发师忙不过来就会先让你去等候区稍等排队等待,前面有理完发的会叫你,相当于等待队列。等待区满了呢?现实中理发店肯定不会拒绝顾客的啊,他可能让你先在外面等。但如果等待区每天都爆满,那么老板可能会考虑扩大店面,扩充理发师团队了。所以,这只是个大致的比喻。


自己手写线程池


手写线程池,代码:

public class MyThreadPoolV3 {
    /**
     * 核心线程数(理发师数量)
     */
    private volatile int corePoolSize;
    /**
     * 任务等待队列(等待区座位数)
     */
    private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
    /**
     * 线程容器(理发师作业区)
     */
    private List<Worker> workers;
    public MyThreadPoolV3(int corePoolSize, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        workers = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>(corePoolSize));
        for (int i = 0; i < corePoolSize; i++) {
            Worker worker = new Worker();
            workers.add(worker);
            worker.start();
        }
    }
    /**
     * 将任务加到队列(给顾客安排位置)
     *
     * @param task
     * @return
     */
    public boolean submit(Runnable task) {
        return workQueue.offer(task);
    }
    // ----------------
    /**
     * 线程(理发师)
     */
    private class Worker extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                Runnable task = null;
                try {
                    //从任务队列取任务,如空则阻塞等待。(去等候区叫顾客,如果没有则原地等待一会)
                    task = workQueue.take();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                if (task != null) {
                    //取到任务开始工作(开始理发)
                    task.run();
                }
            }
        }
    }
}

测试用例代码:

public class ThreadPoolDemoV3 {
    private static LinkedBlockingQueue<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingQueue<>(30);
    private static MyThreadPoolV3 threadPoolV3 = new MyThreadPoolV3(3, workQueue);
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
        Runnable task = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(atomicInteger.incrementAndGet()
                        + "号顾客来理发,为其理发的理发师是:"
                        + Thread.currentThread().getName());
            }
        };
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            threadPoolV3.submit(task);
        }
    }
}

测试结果:

image.png

Java手写线程池:带你翻过线程池这座山

我们发现无论来多少顾客理发,始终是0、1、2理发师轮流工作。这就是线程池的作用,实现了线程的复用,节省了资源,提升了程序性能。

当然,这个线程池只是个简版,让我们理解线程池的流程。和jdk的线程池比还有很多功能没有完善,等待队列满了将新建线程执行,直到达到最大线程数;线程的存活时间;拒绝策略等。


相关文章
|
8天前
|
安全 Java 测试技术
Java并行流陷阱:为什么指定线程池可能是个坏主意
本文探讨了Java并行流的使用陷阱,尤其是指定线程池的问题。文章分析了并行流的设计思想,指出了指定线程池的弊端,并提供了使用CompletableFuture等替代方案。同时,介绍了Parallel Collector库在处理阻塞任务时的优势和特点。
|
4天前
|
安全 Java 开发者
深入解读JAVA多线程:wait()、notify()、notifyAll()的奥秘
在Java多线程编程中,`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法是实现线程间通信和同步的关键机制。这些方法定义在`java.lang.Object`类中,每个Java对象都可以作为线程间通信的媒介。本文将详细解析这三个方法的使用方法和最佳实践,帮助开发者更高效地进行多线程编程。 示例代码展示了如何在同步方法中使用这些方法,确保线程安全和高效的通信。
23 9
|
7天前
|
存储 安全 Java
Java多线程编程的艺术:从基础到实践####
本文深入探讨了Java多线程编程的核心概念、应用场景及其实现方式,旨在帮助开发者理解并掌握多线程编程的基本技能。文章首先概述了多线程的重要性和常见挑战,随后详细介绍了Java中创建和管理线程的两种主要方式:继承Thread类与实现Runnable接口。通过实例代码,本文展示了如何正确启动、运行及同步线程,以及如何处理线程间的通信与协作问题。最后,文章总结了多线程编程的最佳实践,为读者在实际项目中应用多线程技术提供了宝贵的参考。 ####
|
4天前
|
监控 安全 Java
Java中的多线程编程:从入门到实践####
本文将深入浅出地探讨Java多线程编程的核心概念、应用场景及实践技巧。不同于传统的摘要形式,本文将以一个简短的代码示例作为开篇,直接展示多线程的魅力,随后再详细解析其背后的原理与实现方式,旨在帮助读者快速理解并掌握Java多线程编程的基本技能。 ```java // 简单的多线程示例:创建两个线程,分别打印不同的消息 public class SimpleMultithreading { public static void main(String[] args) { Thread thread1 = new Thread(() -> System.out.prin
|
7天前
|
Java
JAVA多线程通信:为何wait()与notify()如此重要?
在Java多线程编程中,`wait()` 和 `notify()/notifyAll()` 方法是实现线程间通信的核心机制。它们通过基于锁的方式,使线程在条件不满足时进入休眠状态,并在条件满足时被唤醒,从而确保数据一致性和同步。相比其他通信方式,如忙等待,这些方法更高效灵活。 示例代码展示了如何在生产者-消费者模型中使用这些方法实现线程间的协调和同步。
21 3
|
6天前
|
安全 Java
Java多线程集合类
本文介绍了Java中线程安全的问题及解决方案。通过示例代码展示了使用`CopyOnWriteArrayList`、`CopyOnWriteArraySet`和`ConcurrentHashMap`来解决多线程环境下集合操作的线程安全问题。这些类通过不同的机制确保了线程安全,提高了并发性能。
|
7天前
|
Java
java小知识—进程和线程
进程 进程是程序的一次执行过程,是系统运行的基本单位,因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建,运行到消亡的过程。简单来说,一个进程就是一个执行中的程序,它在计算机中一个指令接着一个指令地执行着,同时,每个进程还占有某些系统资源如CPU时间,内存空间,文件,文件,输入输出设备的使用权等等。换句话说,当程序在执行时,将会被操作系统载入内存中。 线程 线程,与进程相似,但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享同一块内存空间和一组系统资源,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间做切换工作时,负担要比
18 1
|
7天前
|
Java UED
Java中的多线程编程基础与实践
【10月更文挑战第35天】在Java的世界中,多线程是提升应用性能和响应性的利器。本文将深入浅出地介绍如何在Java中创建和管理线程,以及如何利用同步机制确保数据一致性。我们将从简单的“Hello, World!”线程示例出发,逐步探索线程池的高效使用,并讨论常见的多线程问题。无论你是Java新手还是希望深化理解,这篇文章都将为你打开多线程的大门。
|
8天前
|
安全 Java 编译器
Java多线程编程的陷阱与最佳实践####
【10月更文挑战第29天】 本文深入探讨了Java多线程编程中的常见陷阱,如竞态条件、死锁、内存一致性错误等,并通过实例分析揭示了这些陷阱的成因。同时,文章也分享了一系列最佳实践,包括使用volatile关键字、原子类、线程安全集合以及并发框架(如java.util.concurrent包下的工具类),帮助开发者有效避免多线程编程中的问题,提升应用的稳定性和性能。 ####
34 1
|
1月前
|
存储 消息中间件 资源调度
C++ 多线程之初识多线程
这篇文章介绍了C++多线程的基本概念,包括进程和线程的定义、并发的实现方式,以及如何在C++中创建和管理线程,包括使用`std::thread`库、线程的join和detach方法,并通过示例代码展示了如何创建和使用多线程。
41 1
C++ 多线程之初识多线程