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JavaEE初阶第十一期：解锁多线程，从 “单车道” 到 “高速公路” 的编程升级（九）

news 2025/7/27 9:21:57

专栏：JavaEE初阶起飞计划

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一、多线程案例

1.1. 线程池

一、多线程案例

1.1. 线程池

概念

线程的诞生，目的是为了解决进程“太重”的问题，但是如果创建销毁线程的频率太高，此时开销就无法优化了。

线程池是管理和复用线程的组件，通过预创建线程并循环执行任务，避免频繁创建 / 销毁线程的开销。核心目标是优化资源利用、控制并发、提升性能。简单来说，就是将线程提前创建好，放到一个池子里，后续再申请线程，直接从池子里取，用完了之后，再放回到池子里。

举个例子，当一个人出差时，遇到花钱的地方需要找公司报销。他可以碰到一个花钱的地方就走一遍报销流程，但显然效率太低。或者把所有花销的地方一起上报。

标准库中的线程池

我们这里重点学习第四种构造方法。线程池中的线程分为两种：1.核心线程；2.临时线程。核心线程和临时线程是根据线程的生命周期和作用划分的两类线程，主要用于平衡线程池的响应速度和资源消耗。线程池中常驻的线程，是线程池的 “正式员工”，数量由corePoolSize参数指定，属于一创建就申请的线程。线程池中为应对突发任务峰值而临时创建的线程，是 “临时工”，数量由maximumPoolSize - corePoolSize决定（即最大线程数与核心线程数的差值）。

long keepAliveTime表示线程允许摸鱼的最大时间，TimeUnit unit表示时间单位，通过这两个单位来衡量临时线程的存活时间。

BlockingQuece<Runnable> workQueue表示线程池要完成的任务队列，每个任务都是通过Runnable来描述的。线程池在使用的时候，首先会创建一些线程，然后需要调用者给线程池里面放一些任务，这些线程就会从队列中取出任务，并执行里面的代码。这本质上也是一个生产者消费者模型，线程属于消费者，执行的代码属于生产者。

ThreadFactory threadFactory是工厂设计模式，是为了防止构造方法创建对象出现的缺陷。如下面的代码所示，下面的两个构造方法不符合方法重载的规定。那我们这里就可以不用构造方法进行初始化，直接通过静态方法进行初始化对象。

class Point {public Point(double x, double y) {// 笛卡尔坐标系表示}public Point(double r, double α) {// 极坐标系表示}
}

class Point {
}class PointBuilder {public static Point buildPoint_XY (double x, double y) {Point p = new Point();return p;}public static Point buildPoint_RΑ (double r, double α) {Point p = new Point();return p;}
}public class Demo1 {public static void main(String[] args) {Point p = PointBuilder.buildPoint_RΑ(10, 0);}
}

而ThreadFactory就是Thread的工厂类，线程池中创建出来的线程就可以通过ThreadFactory进行初始化。ThreadFactory本质是一个接口，通过重写里面的方法来进行返回新的Thread类。

public interface ThreadFactory {/*** Constructs a new {@code Thread}.  Implementations may also initialize* priority, name, daemon status, {@code ThreadGroup}, etc.** @param r a runnable to be executed by new thread instance* @return constructed thread, or {@code null} if the request to*         create a thread is rejected*/Thread newThread(Runnable r);
}

RejectedExecutionHandler handler，就是拒绝策略。线程池里面有任务队列，任务满了，如果再添加新的任务，会发生什么？正常情况下，我们写的代码是不希望出现这种突发性的阻塞，可能会对程序造成不可预估的影响。因此直接添加任务的阻塞队列是不太友好的，标准库中的线程池就引入了“拒绝策略”。

AbortPolicy是线程池的默认拒绝策略。当任务被拒绝时，它会直接抛出 RejectedExecutionException异常。CallerRunsPolicy将任务回退到提交任务的线程（即调用execute()方法的线程）中执行。DiscardOldestPolicy会丢弃工作队列中最旧（等待时间最长）的任务，然后尝试将当前任务加入队列。DiscardPolicy是当任务被拒绝时，会直接丢弃当前尝试提交的任务，不做任何处理。

由于上面的线程池参数比较多，使用起来也比较麻烦，标准库中也提供了简化版Executors

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class Demo2 {public static void main(String[] args) {// 创建一个固定大小的线程池，大小为4ExecutorService service1 = Executors.newFixedThreadPool(4);ExecutorService service2 = Executors.newCachedThreadPool();// 创建一个可缓存的线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程ExecutorService service3 = Executors.newSingleThreadExecutor();// 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行ExecutorService service4 = Executors.newScheduledThreadPool(10);// 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行for (int i = 0; i < 100; i++) {int id = i;service1.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("执行一些任务：" + id);}});}}
}

线程池的模拟实现

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;// 固定线程数目的线程池
class MyFixedThreadPool {private BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>();public MyFixedThreadPool(int n) {for (int i = 0; i < n; i++) {Thread t = new Thread(() -> {while (true) {try {Runnable task = queue.take();task.run();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});t.start();}}public void submit(Runnable task) throws InterruptedException {queue.put(task);}
}public class Demo3 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {MyFixedThreadPool threadPool = new MyFixedThreadPool(4);for (int i = 0; i < 100; i++) {int id = i;threadPool.submit(() -> {System.out.println("执行任务：" + id);});}}
}