线程池原理之自定义线程池

一、队列

先说一下线程池底层的数据结构

队列：一种线性表，它的特性是先进先出，插入在一端，删除在另一端。

队列又分为阻塞队列BlockingQueue和非阻塞队列ConcurrentLinkedQueue

                                    

生产者生产元素插入队列，消费者消费元素在另一端删除（假定队列的容量为10）

它们两者的区别：

1、非阻塞队列：如果存放超出队列容量，则队列信息丢失;

      阻塞队列：如果存放超出队列容量，则进行等待（等待时间为队列设置的生产者等待超时时间）

2、非阻塞队列：获取队列元素时，若队列为空，则返回null；

       阻塞队列：获取队列元素时，若队列为空，则进行等待（等待时间为队列设置的消费者等待超时时间）

阻塞队列在操作中若规定了超时时间，但是操作不需要等待时，就不用等待；若在规定的超时时间内没有完成操作，则放弃操作。若不规定超时时间，就可以认为是非阻塞队列。

其中线程池底层使用的就是阻塞队列。

二、线程的状态

 下面是大家熟知的线程状态转换图：

                                           

三、线程池

线程池简单来说就是管理线程的，使用它的优点有以下三个大的方面：

1、降低资源消耗：重复利用机制降低了线程创建、销毁的资源消耗；

2、提高相应效率：调度线程时状态切换较快；

3、方便管理

3.1 线程池创建的几种方式

四种线程池的创建方式，在底层使用的都是ThreadPoolExecutor的构造方法

1、可缓存线程池

2、可固定长度线程池

3、可定时线程池

4、单线程池

3.2 线程池原理

                                   

简述一下：在线程池execute(Runnable runnable)的时候，判断一下已经创建的线程数量是否大于等于核心线程数，若大于等于，则直接创建线程并且调用start()方法；若已创建的线程数大于等于核心线程数了，就将新线程存放在阻塞队列中，等待之前运行的线程结束后，再抢占资源继续运行。注意：此处不再是新创建线程，而是重复利用之前已创建的线程。阻塞队列大小基本都是Integer.MAX_VALUE，一般不会满，如果队列已满，就判断已经创建的线程数量是否大于等于最大线程数，若不大于等于，则直接创建线新程执行。所以，只有在阻塞队列满时，才会用到最大线程数。

3.3  自定义线程池

上面也说了，所有的线程池都是使用ThreadPoolExecutor的构造方法，所以我们自己自定义线程池其实也就是使用ThreadPoolExecutor的构造方法。

1、先自定义一个线程

2、自定义线程池

3、分析运行结果

从结果中也可以证实之前将的原理：我们定义了一个核心线程数为1、最大线程数为2、阻塞队列容量为3的线程池。

在下发线程任务一时：创建线程数为0，小于核心线程数，此时立即创建线程并执行；

在下发线程任务二时：创建线程数为1，不小于核心线程数，阻塞队列不满，将任务二存放在队列中；

在下发线程任务三、四时和任务二相同；

在下发线程任务五时：阻塞队列已满，创建线程数为1，小于最大线程数，此时立即创建线程并执行。

所以运行结果，先是任务一，再是任务五，而且任务五的线程是新创建的thread-2。而在队列中的任务二、三、四不再创建新的线程。

如果在原有代码基础上再下发任务六，程序就会报错。

因为下发的任务数已经超过了最大线程数2+阻塞队列容量3