JAVA 如何开发一个自定义线程池

每一个线程的启动和结束都是比较消耗时间和占用资源的。 

如果在系统中用到了很多的线程，大量的启动和结束动作会导致系统的性能变卡，响应变慢。 

为了解决这个问题，引入线程池这种设计思想。 

线程池的模式很像生产者消费者模式，消费的对象是一个一个的能够运行的任务

线程池设计思路

线程池的思路和生产者消费者模型是很接近的。

1. 准备一个任务容器

2. 一次性启动10个 消费者线程

3. 刚开始任务容器是空的，所以线程都wait在上面。

4. 直到一个外部线程往这个任务容器中扔了一个“任务”，就会有一个消费者线程被唤醒notify

5. 这个消费者线程取出“任务”，并且执行这个任务，执行完毕后，继续等待下一次任务的到来。

6. 如果短时间内，有较多的任务加入，那么就会有多个线程被唤醒，去执行这些任务。

在整个过程中，都不需要创建新的线程，而是循环使用这些已经存在的线程



开发一个自定义线程池

这是一个自定义的线程池，虽然不够完善和健壮，但是已经足以说明线程池的工作原理

缓慢的给这个线程池添加任务，会看到有多条线程来执行这些任务。 

线程7执行完毕任务后，又回到池子里，下一次任务来的时候，线程7又来执行新的任务。

package multiplethread;

import java.util.LinkedList;

public class ThreadPool {

// 线程池大小
int threadPoolSize;

// 任务容器
LinkedList<Runnable> tasks = new LinkedList<Runnable>();

// 试图消费任务的线程

public ThreadPool() {
threadPoolSize = 10;

// 启动10个任务消费者线程
synchronized (tasks) {
for (int i = 0; i < threadPoolSize; i++) {
new TaskConsumeThread("任务消费者线程 " + i).start();
}
}
}

public void add(Runnable r) {
synchronized (tasks) {
tasks.add(r);
// 唤醒等待的任务消费者线程
tasks.notifyAll();
}
}

class TaskConsumeThread extends Thread {
public TaskConsumeThread(String name) {
super(name);
}

Runnable task;

public void run() {
System.out.println("启动： " + this.getName());
while (true) {
synchronized (tasks) {
while (tasks.isEmpty()) {
try {
tasks.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
task = tasks.removeLast();
// 允许添加任务的线程可以继续添加任务
tasks.notifyAll();

}
System.out.println(this.getName() + " 获取到任务，并执行");
task.run();
}
}
}

}

package multiplethread;

public class TestThread {

public static void main(String[] args) {
ThreadPool pool = new ThreadPool();

for (int i = 0; i < 5; i++) {
Runnable task = new Runnable() {
@Override
public void run() {
//System.out.println("执行任务");
//任务可能是打印一句话
//可能是访问文件
//可能是做排序
}
};

pool.add(task);

try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}

}

}

测试线程池

创造一个情景，每个任务执行的时间都是1秒

刚开始是间隔1秒钟向线程池中添加任务

然后间隔时间越来越短，执行任务的线程还没有来得及结束，新的任务又来了。

就会观察到线程池里的其他线程被唤醒来执行这些任务

package multiplethread;

public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
ThreadPool pool= new ThreadPool();
int sleep=1000;
while(true){
pool.add(new Runnable(){
@Override
public void run() {
//System.out.println("执行任务");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
});
try {
Thread.sleep(sleep);
sleep = sleep>100?sleep-100:sleep;
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

}

}
}

使用java自带线程池

java提供自带的线程池，而不需要自己去开发一个自定义线程池了。

线程池类ThreadPoolExecutor在包java.util.concurrent下

 

ThreadPoolExecutor threadPool= new ThreadPoolExecutor(10, 15, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

 

第一个参数10 表示这个线程池初始化了10个线程在里面工作

第二个参数15 表示如果10个线程不够用了，就会自动增加到最多15个线程

第三个参数60 结合第四个参数TimeUnit.SECONDS，表示经过60秒，多出来的线程还没有接到活儿，就会回收，最后保持池子里就10个

第四个参数TimeUnit.SECONDS 如上

第五个参数 new LinkedBlockingQueue() 用来放任务的集合

execute方法用于添加新的任务

package multiplethread;

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThread {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

ThreadPoolExecutor threadPool= new ThreadPoolExecutor(10, 15, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());

threadPool.execute(new Runnable(){

@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("任务1");
}

});

}

}