【JavaEE】线程池

博客结尾有此篇博客的全部代码！！！

一、引言

1.1 什么是线程池

线程池是一种用于管理和复用线程的机制，通过线程池可以有效降低线程创建和销毁的开销，提高系统的响应速度和资源利用率，允许任务等待处理！

1.2 为什么要使用线程池

1. 线程的创建和销毁相比于进程的创建和销毁是微不足道的，但是大量线程的创建和销毁消耗的资源也是不少的。
2. 线程的创建是由内核控制的，这个操作是不可控的；而从线程池中取线程用，这个操作是可控的。

操作系统=内核+配套的应用程序。一个操作系统只有一份内核，内核为其他应用程序提供服务。

• 需要内核配合完成的都是不可控的

Java中的线程池主要通过ThreadPoolExecutor类实现，同时提供了Executors工具类来方便地创建不同类型的线程池。

二、ThreadPoolExecutor类

2.1 构造方法

这里主要讲解第四个构造方法，参数最多，也是面试中最容易问的！

2.1.1 corePoolSize和maximumPoolSize

int corePoolSize（核心线程数）：线程池中始终保持的线程数量，即使它们处于空闲状态。
int maximumPoolSize（最大线程数）：线程池允许的最大线程数。

2.1.2 KeepAliveTime和unit

long KeepAlive（空闲线程存活时间）。举例：当提交的任务过多，corePoolSize核心线程数不够，线程池就会创建一些新线程来帮忙处理任务，当这些任务处理完，新创建的线程就空闲下来，如果KeepAlive这段时间没有新任务提交，那么这些新创建的线程就会被终止（除corepoolSize核心线程）
TimeUnit unit：代表时间单位（枚举）

2.1.3 BlockingQueue workQueue

BlockingQueue workQueue：表示一个线程安全的队列（用来存储执行的任务），支持在队列为空时阻塞获取操作，以及在队列满时阻塞插入操作。

2.1.4 ThreadFactory threadFactory

ThreadFactory threadFactory：ThreadFactory 是一个接口，用于自定义线程的创建方式。它可以帮助你统一管理线程的名称、优先级、守护线程属性和异常处理。

2.1.5 RejectedExecutionHandler handler

RejectedExecutionHandler handler（拒绝策略）：是一个接口，用于处理线程池无法执行任务时的情况。当线程池已满且任务队列也已满时，新提交的任务会被拒绝，Java中有四种默认拒绝策略或者实现RejectedExecutionHandler接口自定义策略。

1. ThreadPoolExecutor.AbortPolicy（默认策略）:任务被拒绝，会抛出 RejectedExecutionException 异常
2. ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：任务被拒绝，会在调用者的线程中运行任务（举例：假设朋友A的电脑坏了，他让我给他帮忙修电脑。但此时我忙着，他就自己动手修电脑）
3. ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：任务被拒绝，会丢弃队列中最老的任务，然后尝试将新任务加入队列
4. ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：任务被拒绝，会直接丢弃任务，不抛出异常
5. 自定义拒绝策略：

class CustomRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {
    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        
    }
}

• Runnable r 是被拒绝执行的任务
• ThreadPoolExecutor executor 是当前的线程池实例。它提供了线程池的运行状态和配置信息

2.2 模拟拒绝策略

   public static void main(String[] args) {
        //当任务队列满则抛出异常
        RejectedExecutionHandler handler = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();
        ThreadPoolExecutor poolExecutor=new ThreadPoolExecutor(
                2,//核心线程数
                4, // 最大线程数
                60, // 空闲线程存活时间
                TimeUnit.SECONDS, // 时间单位
                new LinkedBlockingQueue<>(2), // 任务队列，容量为 2
                Executors.defaultThreadFactory(), // 默认线程工厂
                handler
        );

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            poolExecutor.submit(()->{
                System.out.println( Thread.currentThread().getName());
            });
        }
    }

执行结果：

三、线程池的实例

ThreadPoolExecutor类实现线程池:允许开发者根据自己需要设定线程池
Executors 工具类：提供了一系列静态方法，用于快速创建不同类型的线程池

图片演示的就是Executors工具类创建线程池！

  public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int id = i;
            threadPool.submit(() -> {
                System.out.println("hello " + id + ", " 
                + Thread.currentThread().getName());
            });
        }
    }

执行结果：

四、模拟实现线程池

class MyThreadPoolExecutor {
    //先创建一个阻塞队列用来存储任务
    BlockingQueue<Runnable> queue= new LinkedBlockingQueue<Runnable>();
    //创建一个sumbit方法用来提交Runnable
    public void sumbit(Runnable runnable) throws InterruptedException {
        queue.put(runnable);
    }
    //定义一个构造方法来创建线程池中的线程数
    public MyThreadPoolExecutor(int n){
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            Thread thread = new Thread(()->{
                    try {
                        while(true){
                        Runnable task=queue.take();//从队列中取出任务
                        task.run();//执行任务
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }

            });
            thread.start();
        }
    }
}

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyThreadPoolExecutor executor = new MyThreadPoolExecutor(5);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            executor.sumbit(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            });
        }
    }
}

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