java实现手写一个简单版的线程池

java实现手写一个简单版的线程池

有些人可能对线程池比较陌生，并且更不熟悉线程池的工作原理。所以他们在使用线程的时候，多数情况下都是new Thread来实现多线程。但是，往往良好的多线程设计大多都是使用线程池来实现的。 为什么要使用线程 降低资源的消耗。降低线程创建和销毁的资源消耗。提高响应速度：线程的创建时间为T1，执行时间T2，销毁时间T3，免去T1和T3的时间提高线程的可管理性

下图所示为线程池的实现原理：调用方不断向线程池中提交任务；线程池中有一组线程，不断地从队列中取任务，这是一个典型的生产者-消费者模型。

要实现一个线程池，有几个问题需要考虑：

队列设置多长？如果是无界的，调用方不断往队列中方任务，可能导致内存耗尽。如果是有界的，当队列满了之后，调用方如何处理？

线程池中的线程个数是固定的，还是动态变化的？

每次提交新任务，是放入队列？还是开新线程

当没有任务的时候，线程是睡眠一小段时间？还是进入阻塞？如果进入阻塞，如何唤醒？

针对问题4，有3种做法：

不使用阻塞队列，只使用一般的线程安全的队列，也无阻塞/唤醒机制。当队列为空时，线程池中的线程只能睡眠一会儿，然后醒来去看队列中有没有新任务到来，如此不断轮询。

不使用阻塞队列，但在队列外部，线程池内部实现了阻塞/唤醒机制

使用阻塞队列

很显然，做法3最完善，既避免了线程池内部自己实现阻塞/唤醒机制的麻烦，也避免了做法1的睡眠/轮询带来的资源消耗和延迟。

现在来带大家手写一个简单的线程池，让大家更加理解线程池的工作原理

实战：手写简易线程池

根据上图可以知道，实现线程池需要一个阻塞队列+存放线程的容器

/**

* Five在努力

* 自定义线程池

*/

public class ThreadPool {

/** 默认线程池中的线程的数量 */

private static final int WORK_NUM = 5;

/** 默认处理任务的数量 */

private static final int TASK_NUM = 100;

/** 存放任务 */

private final BlockingQueue ONNYbwpSItaskQueue;

private final Set workThreads;//保存线程的集合

private int workNumber;//线程数量

private int taskNumber;//任务数量

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(taskNumber);

this.workNumber = workNumber;

this.taskNumber = taskNumber;

workThreads = new HashSet<>();

//工作线程准备好了

//启动一定数量的线程数，从队列中获取任务处理

for (int i=0;i

WorkThread workThread = new WorkThread("thead_"+i);

workThread.start();

workThreads.add(workThread);

}

}

/**

* 线程池执行任务的方法，其实就是往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();

}

}

/**

* 销毁线程池

*/

public void destroy(){

System.out.println("ready close pool...");

for (WorkThread workThread : workThreads) {

workThread.stopWorker();

workThread = null;//help gc

}

workThreads.clear();

}

/** 内部类，工作线程的实现 */

private class WorkThread extends Thread{

public WorkThread(String name){

super();

setName(name);

}

@Override

public void run() {

while (!interrupted()) {

try {

Runnable runnable = taskQueue.take();//获取任务

if (runnable !=null) {

System.out.println(getName()+" ready execute:"+runnable.toString());

runnable.run();//执行任务

}

runnable = null;//help gc

} catch (Exception e) {

interrupt();

e.printStackTrace();

}

}

}

public void stopWorker(){

interrupt();

}

}

}

上面代码定义了默认的线程数量和默认处理任务数量，同时用户也可以自定义线程数量和处理任务数量。用BlockingQueue阻塞队列来存放任务。用set来存放工作线程，set的好处就不用多说了。懂的都懂

构造方法中new对象的时候，循环启动线程，并把线程放入set中。WorkThread实现Thread，run方法实现也很简单，因为有一个stop方法，所以这里需要while判断，之后从taskQueue队列中，获取任务。如何获取不到就阻塞，获取到的话runnable.run();就执行任务，之后把任务变成null

销毁线程只需要遍历set，把每个线程停止，并且变为null就行了

执行线程任务execute，只需要从往阻塞队列中添加任务就行了

测试一下：

public class TestMySelfThreadPool {

private static final int TASK_NUM = 50;//任务的个数

public static void main(String[] args) {

ThreadPool myPool = new ThreadPool(3,50);

for (int i=0;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;

}

@Override

public void run() {

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

System.out.println("task :"+name+" end...");

}

@Override

public String toString() {

// TODO Auto-generated method stub

return "name = "+name;

}

}

}

结果ok。没什么问题

WorkThread workThread = new WorkThread("thead_"+i);

workThread.start();

workThreads.add(workThread);

}

}

/**

* 线程池执行任务的方法，其实就是往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();

}

}

/**

* 销毁线程池

*/

public void destroy(){

System.out.println("ready close pool...");

for (WorkThread workThread : workThreads) {

workThread.stopWorker();

workThread = null;//help gc

}

workThreads.clear();

}

/** 内部类，工作线程的实现 */

private class WorkThread extends Thread{

public WorkThread(String name){

super();

setName(name);

}

@Override

public void run() {

while (!interrupted()) {

try {

Runnable runnable = taskQueue.take();//获取任务

if (runnable !=null) {

System.out.println(getName()+" ready execute:"+runnable.toString());

runnable.run();//执行任务

}

runnable = null;//help gc

} catch (Exception e) {

interrupt();

e.printStackTrace();

}

}

}

public void stopWorker(){

interrupt();

}

}

}

上面代码定义了默认的线程数量和默认处理任务数量，同时用户也可以自定义线程数量和处理任务数量。用BlockingQueue阻塞队列来存放任务。用set来存放工作线程，set的好处就不用多说了。懂的都懂

构造方法中new对象的时候，循环启动线程，并把线程放入set中。WorkThread实现Thread，run方法实现也很简单，因为有一个stop方法，所以这里需要while判断，之后从taskQueue队列中，获取任务。如何获取不到就阻塞，获取到的话runnable.run();就执行任务，之后把任务变成null

销毁线程只需要遍历set，把每个线程停止，并且变为null就行了

执行线程任务execute，只需要从往阻塞队列中添加任务就行了

测试一下：

public class TestMySelfThreadPool {

private static final int TASK_NUM = 50;//任务的个数

public static void main(String[] args) {

ThreadPool myPool = new ThreadPool(3,50);

for (int i=0;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;

}

@Override

public void run() {

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

System.out.println("task :"+name+" end...");

}

@Override

public String toString() {

// TODO Auto-generated method stub

return "name = "+name;

}

}

}

结果ok。没什么问题

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;

}

@Override

public void run() {

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

System.out.println("task :"+name+" end...");

}

@Override

public String toString() {

// TODO Auto-generated method stub

return "name = "+name;

}

}

}

结果ok。没什么问题

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