java实现手写一个简单版的线程池_Java教程

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。

java实现手写一个简单版的线程池

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<Runnable> taskQueue;

    private final Set<WorkThread> 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<Runnable>(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<workNumber;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<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;
        }


        @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;
        }
    }
}

java实现手写一个简单版的线程池