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多线程之线程池

news 2025/10/27 10:22:12

1 线程池是什么

2 Java标准库中的线程池

3 自己实现一个固定线程数的线程池

1 线程池是什么

在多线程编程中，每当需要一个线程的时候，我们就要进行创建线程的操作。但是这样频繁创建销毁线程的操作是很消耗资源的。所以，我们有了“线程池”这个东西，线程池就是先把线程创建好放在“池子”里，等到我们需要使用线程的时候直接从里面拿就好了，并且在用完之后，将线程再重新放入这个“池子”中。

所以，线程池最大的好处就是减少了每次创建和销毁线程的资源损耗。

2 Java标准库中的线程池

Java标准库中的线程池是ThreadPoolExcutor。

线程池的工作原理就是，先创建一个线程池，然后通过submit方法（submit方法中的是一个Runnable，这里使用的是匿名类的方法来创建对象）给任务队列提交一个任务，这里的任务队列其实就是阻塞队列，把这个任务提交之后，通过阻塞队列安排线程进行执行这个任务。

ThreadPoolExcutor有很多构造方法，这里我们选择参数最多的一种来进行介绍：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler)

corePoolSize：核心线程，就是一个线程池中至少要包含的线程个数。线程池创建的时候这么多数量的线程就会随之创建，等到线程池销毁的时候，这些线程才全部销毁。
maximumPoolSize：最大线程数，一个线程池中包含了核心线程和非核心线程，其中非核心线程是自适应的，也就是说如果提交给线程池的任务多，那么这些线程就存在，如果提交给线程池任务少，那么这些线程就销毁。
keepAliveTime：是对于非核心线程在没有处理任务的时候能够存活的时长。
unit：这是一个枚举类型，其中的内容是线程存活时长的单位。
workQueue：阻塞队列，也就是前面我们提到的任务队列。
threadFactory：工厂模式，与单例模式相同也是一种设计模式，但是工厂模式是统一的构造并初始化线程的。
handler：拒绝策略，在线程池中，如果任务队列满了，事实上不会真的进行阻塞，而是执行拒绝策略的相关代码，拒绝策略又有好多种：
- AbortPolicy：超出负荷，直接抛出异常
- CallerRunPolicy：让调用submit方法的线程执行本次任务
- DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务，来执行本次任务
- DiscardPolicy：直接丢弃本次任务

为了简化线程池的使用，使用Excutors来对ThreadPoolExcutor进行封装。

Excutors创建线程池有四种方式：

newFixedThreadPool：创建固定线程数的线程池（核心线程数和最大线程数相等）
newCachedThreadPool：创建线程数目动态增长的线程池（最大线程数是一个很大的数，能够一直增长）
newSingleThreadExecutor：创建只包含单个线程的线程池
newScheduledThreadPool：设定延迟时间后执行命令，或者定期执行命令

示例：

public static void main(String[] args) {ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();pool.submit(()-> {@Overridepublic void run() {System.out.println("你好");}});
}

但是此处存在一个问题就是，在线程把任务都执行结束之后，程序并不会结束。

示例：

public static void main(String[] args) {ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();for (int i = 0; i < 100; i++) {int n = i;pool.submit(()->{System.out.println(n);});}
//        pool.shutdown();
//        pool.awaitTermination(3, TimeUnit.SECONDS);
}// 当任务结束之后，程序并不会结束，手动结束之后，控制台返回：
// Process finished with exit code 130
// 这说明程序不是自动结束的
// 程序不会结束的原因是，虽然任务已经处理结束，但是阻塞队列中的take还在阻塞等待新的任务
// 所以这个时候需要shutdown方法来关闭线程池 但是这个方法不能保证需要执行的任务全部执行完毕
// 如果要等任务执行完毕之后再进行关闭，那么就使用awaitTermination方法
// awaitTermination方法的返回值为boolean类型，第一个参数表示等待时长，第二个参数表示等待时长的单位

3 自己实现一个固定线程数的线程池

/*** 实现一个固定线程数的线程池* 在这个代码中，其实只需要实现一个 submit 方法，和 创建一个固定数量线程的方法(创建固定数量的线程在构造方法中进行)*/
class MyThreadPool{// 因为要提交的任务是 Runnable 所以这里<>中是Runnableprivate BlockingQueue<Runnable> queue = null;// n是这个线程池的线程个数// 在构造方法中创建线程，保证在创建线程池的时候就创建线程了public MyThreadPool(int n){queue = new ArrayBlockingQueue<>(1000);// 创建 n 个线程for (int i = 0; i < n; i++) {Thread t = new Thread(()->{try {// 创建线程while(true) {// submit 之后先把任务放到 queue 中// 所以要从 queue 中取出任务Runnable task = queue.take();task.run();}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}});// 创建好线程之后，启动线程t.start();}}// 这里的 submit 方法就起到一个把任务放到阻塞队列中的一个效果public void submit(Runnable task) throws InterruptedException {queue.put(task);}
}
public class Demo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {MyThreadPool pool = new MyThreadPool(5);for (int i = 0; i < 10; i++) {pool.submit(()->{System.out.println("你好");});}}
}

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