JAVA线程池介绍

时间 2019-12-05

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一、线程池简介：
    多线程技术主要解决处理器单元内多个线程执行的问题，它能够显著减小处理器单元的闲置时间，增长处理器单元的吞吐能力。
    假设一个服务器完成一项任务所需时间为：T1 建立线程时间，T2 在线程中执行任务的时间，T3 销毁线程时间。

    若是：T1 + T3 远大于 T2，则能够采用线程池，以提升服务器性能。
                一个线程池包括如下四个基本组成部分：
                一、线程池管理器（ThreadPool）：用于建立并管理线程池，包括建立线程池，销毁线程池，添加新任务；
                二、工做线程（PoolWorker）：线程池中线程，在没有任务时处于等待状态，能够循环的执行任务；
                三、任务接口（Task）：每一个任务必须实现的接口，以供工做线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完后的收尾工做，任务的执行状态等；
                四、任务队列（taskQueue）：用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。

    线程池技术正是关注如何缩短或调整T1,T3时间的技术，从而提升服务器程序性能的。它把T1，T3分别安排在服务器程序的启动和结束的时间段或者一些空闲的时间段，这样在服务器程序处理客户请求时，不会有T1，T3的开销了。
    线程池不只调整T1,T3产生的时间段，并且它还显著减小了建立线程的数目，看一个例子：
    假设一个服务器一天要处理50000个请求，而且每一个请求须要一个单独的线程完成。在线程池中，线程数通常是固定的，因此产生线程总数不会超过线程池中线程的数目，而若是服务器不利用线程池来处理这些请求则线程总数为50000。通常线程池大小是远小于50000。因此利用线程池的服务器程序不会为了建立50000而在处理请求时浪费时间，从而提升效率。java

代码实现中并无实现任务接口，而是把Runnable对象加入到线程池管理器（ThreadPool），而后剩下的事情就由线程池管理器（ThreadPool）来完成了安全

[java] view plain copy服务器

package mine.util.thread;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
/**
* 线程池类，线程管理器：建立线程，执行任务，销毁线程，获取线程基本信息
*/
public final class ThreadPool {
// 线程池中默认线程的个数为5
private static int worker_num = 5;
// 工做线程
private WorkThread[] workThrads;
// 未处理的任务
private static volatile int finished_task = 0;
// 任务队列，做为一个缓冲,List线程不安全
private List<Runnable> taskQueue = new LinkedList<Runnable>();
private static ThreadPool threadPool;
// 建立具备默认线程个数的线程池
private ThreadPool() {
this(5);
}
// 建立线程池,worker_num为线程池中工做线程的个数
private ThreadPool(int worker_num) {
ThreadPool.worker_num = worker_num;
workThrads = new WorkThread[worker_num];
for (int i = 0; i < worker_num; i++) {
workThrads[i] = new WorkThread();
workThrads[i].start();// 开启线程池中的线程
}
}
// 单态模式，得到一个默认线程个数的线程池
public static ThreadPool getThreadPool() {
return getThreadPool(ThreadPool.worker_num);
}
// 单态模式，得到一个指定线程个数的线程池,worker_num(>0)为线程池中工做线程的个数
// worker_num<=0建立默认的工做线程个数
public static ThreadPool getThreadPool(int worker_num1) {
if (worker_num1 <= 0)
worker_num1 = ThreadPool.worker_num;
if (threadPool == null)
threadPool = new ThreadPool(worker_num1);
return threadPool;
}
// 执行任务,其实只是把任务加入任务队列，何时执行有线程池管理器觉定
public void execute(Runnable task) {
synchronized (taskQueue) {
taskQueue.add(task);
taskQueue.notify();
}
}
// 批量执行任务,其实只是把任务加入任务队列，何时执行有线程池管理器觉定
public void execute(Runnable[] task) {
synchronized (taskQueue) {
for (Runnable t : task)
taskQueue.add(t);
taskQueue.notify();
}
}
// 批量执行任务,其实只是把任务加入任务队列，何时执行有线程池管理器觉定
public void execute(List<Runnable> task) {
synchronized (taskQueue) {
for (Runnable t : task)
taskQueue.add(t);
taskQueue.notify();
}
}
// 销毁线程池,该方法保证在全部任务都完成的状况下才销毁全部线程，不然等待任务完成才销毁
public void destroy() {
while (!taskQueue.isEmpty()) {// 若是还有任务没执行完成，就先睡会吧
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 工做线程中止工做，且置为null
for (int i = 0; i < worker_num; i++) {
workThrads[i].stopWorker();
workThrads[i] = null;
}
threadPool=null;
taskQueue.clear();// 清空任务队列
}
// 返回工做线程的个数
public int getWorkThreadNumber() {
return worker_num;
}
// 返回已完成任务的个数,这里的已完成是只出了任务队列的任务个数，可能该任务并无实际执行完成
public int getFinishedTasknumber() {
return finished_task;
}
// 返回任务队列的长度，即还没处理的任务个数
public int getWaitTasknumber() {
return taskQueue.size();
}
// 覆盖toString方法，返回线程池信息：工做线程个数和已完成任务个数
@Override
public String toString() {
return "WorkThread number:" + worker_num + " finished task number:"
+ finished_task + " wait task number:" + getWaitTasknumber();
}
/**
* 内部类，工做线程
*/
private class WorkThread extends Thread {
// 该工做线程是否有效，用于结束该工做线程
private boolean isRunning = true;
/*
* 关键所在啊，若是任务队列不空，则取出任务执行，若任务队列空，则等待
*/
@Override
public void run() {
Runnable r = null;
while (isRunning) {// 注意，若线程无效则天然结束run方法，该线程就没用了
synchronized (taskQueue) {
while (isRunning && taskQueue.isEmpty()) {// 队列为空
try {
taskQueue.wait(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (!taskQueue.isEmpty())
r = taskQueue.remove(0);// 取出任务
}
if (r != null) {
r.run();// 执行任务
}
finished_task++;
r = null;
}
}
// 中止工做，让该线程天然执行完run方法，天然结束
public void stopWorker() {
isRunning = false;
}
}
}

测试代码：多线程

[java] view plain copyapp

package mine.util.thread;
//测试线程池
public class TestThreadPool {
public static void main(String[] args) {
// 建立3个线程的线程池
ThreadPool t = ThreadPool.getThreadPool(3);
t.execute(new Runnable[] { new Task(), new Task(), new Task() });
t.execute(new Runnable[] { new Task(), new Task(), new Task() });
System.out.println(t);
t.destroy();// 全部线程都执行完成才destory
System.out.println(t);
}
// 任务类
static class Task implements Runnable {
private static volatile int i = 1;
@Override
public void run() {// 执行任务
System.out.println("任务 " + (i++) + " 完成");
}
}
}

运行结果：ide

WorkThread number:3 finished task number:0 wait task number:6
任务 1 完成
任务 2 完成
任务 3 完成
任务 4 完成
任务 5 完成
任务 6 完成
WorkThread number:3 finished task number:6 wait task number:0性能

分析：因为并无任务接口，传入的能够是自定义的任何任务，因此线程池并不能准确的判断该任务是否真正的已经完成（真正完成该任务是这个任务的run方法执行完毕），只能知道该任务已经出了任务队列，正在执行或者已经完成。测试

二、Java类库中提供的线程池简介：this

java提供的线程池更增强大，相信理解线程池的工做原理，看类库中的线程池就不会感到陌生了。spa