java實現手寫一個簡單版的線程池
有些人可能對線程池比較陌生,并且更不熟悉線程池的工作原理。所以他們在使用線程的時候,多數情況下都是new Thread來實現多線程。但是,往往良好的多線程設計大多都是使用線程池來實現的。 為什么要使用線程 降低資源的消耗。降低線程創建和銷毀的資源消耗。提高響應速度:線程的創建時間為T1,執行時間T2,銷毀時間T3,免去T1和T3的時間提高線程的可管理性
下圖所示為線程池的實現原理:調用方不斷向線程池中提交任務;線程池中有一組線程,不斷地從隊列中取任務,這是一個典型的生產者-消費者模型。
要實現一個線程池,有幾個問題需要考慮:
隊列設置多長?如果是無界的,調用方不斷往隊列中方任務,可能導致內存耗盡。如果是有界的,當隊列滿了之后,調用方如何處理? 線程池中的線程個數是固定的,還是動態變化的? 每次提交新任務,是放入隊列?還是開新線程 當沒有任務的時候,線程是睡眠一小段時間?還是進入阻塞?如果進入阻塞,如何喚醒?針對問題4,有3種做法:
不使用阻塞隊列,只使用一般的線程安全的隊列,也無阻塞/喚醒機制。當隊列為空時,線程池中的線程只能睡眠一會兒,然后醒來去看隊列中有沒有新任務到來,如此不斷輪詢。 不使用阻塞隊列,但在隊列外部,線程池內部實現了阻塞/喚醒機制 使用阻塞隊列很顯然,做法3最完善,既避免了線程池內部自己實現阻塞/喚醒機制的麻煩,也避免了做法1的睡眠/輪詢帶來的資源消耗和延遲。現在來帶大家手寫一個簡單的線程池,讓大家更加理解線程池的工作原理
實戰:手寫簡易線程池根據上圖可以知道,實現線程池需要一個阻塞隊列+存放線程的容器
/** * Five在努力 * 自定義線程池 */public class ThreadPool { /** 默認線程池中的線程的數量 */ private static final int WORK_NUM = 5; /** 默認處理任務的數量 */ private static final int TASK_NUM = 100; /** 存放任務 */ private final BlockingQueue<Runnable> taskQueue; private final Set<WorkThread> workThreads;//保存線程的集合 private int workNumber;//線程數量 private int taskNumber;//任務數量 public ThreadPool(){this(WORK_NUM , TASK_NUM); } public ThreadPool(int workNumber , int taskNumber) {if (taskNumber<=0){ taskNumber = TASK_NUM;}if (workNumber<=0){ workNumber = WORK_NUM;}this.taskQueue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(taskNumber);this.workNumber = workNumber;this.taskNumber = taskNumber;workThreads = new HashSet<>();//工作線程準備好了//啟動一定數量的線程數,從隊列中獲取任務處理for (int i=0;i<workNumber;i++) { WorkThread workThread = new WorkThread('thead_'+i); workThread.start(); workThreads.add(workThread);} } /** * 線程池執行任務的方法,其實就是往BlockingQueue中添加元素 * @param task */ public void execute(Runnable task) {try { taskQueue.put(task);} catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace();} } /** * 銷毀線程池 */ public void destroy(){System.out.println('ready close pool...');for (WorkThread workThread : workThreads) { workThread.stopWorker(); workThread = null;//help gc}workThreads.clear(); } /** 內部類,工作線程的實現 */ private class WorkThread extends Thread{public WorkThread(String name){ super(); setName(name);}@Overridepublic void run() { while (!interrupted()) {try { Runnable runnable = taskQueue.take();//獲取任務 if (runnable !=null) {System.out.println(getName()+' ready execute:'+runnable.toString());runnable.run();//執行任務 } runnable = null;//help gc} catch (Exception e) { interrupt(); e.printStackTrace();} }}public void stopWorker(){ interrupt();} }}
上面代碼定義了默認的線程數量和默認處理任務數量,同時用戶也可以自定義線程數量和處理任務數量。用BlockingQueue阻塞隊列來存放任務。用set來存放工作線程,set的好處就不用多說了。懂的都懂
構造方法中new對象的時候,循環啟動線程,并把線程放入set中。WorkThread實現Thread,run方法實現也很簡單,因為有一個stop方法,所以這里需要while判斷,之后從taskQueue隊列中,獲取任務。如何獲取不到就阻塞,獲取到的話runnable.run();就執行任務,之后把任務變成null
銷毀線程只需要遍歷set,把每個線程停止,并且變為null就行了
執行線程任務execute,只需要從往阻塞隊列中添加任務就行了
測試一下:
public class TestMySelfThreadPool { private static final int TASK_NUM = 50;//任務的個數 public static void main(String[] args) {ThreadPool myPool = new ThreadPool(3,50);for (int i=0;i<TASK_NUM;i++) { myPool.execute(new MyTask('task_'+i));} } static class MyTask implements Runnable{private String name;public MyTask(String name) { this.name = name;}public String getName() { return name;}public void setName(String name) { this.name = name;}@Overridepublic void run() { try {Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace(); } System.out.println('task :'+name+' end...');}@Overridepublic String toString() { // TODO Auto-generated method stub return 'name = '+name;} }}
結果ok。沒什么問題
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