JavaEE：线程池精讲

目录

一.什么是线程池

二.线程池的实现原理

为什么要有工厂模式？

三.线程池的构造方法解读

线程池的拒绝策略

四.自己实现一个线程池

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一.什么是线程池

简单来说，线程池就好比一块鱼塘，鱼塘中的每条鱼就是一个线程。那么为什么要有这个线程池呢？就好比 一个“渣女\渣男”，当他和A在一起的时候，如果想和B在一起，那么就需要先想办法和A分手，再和B搞好关系，最终和B在一起。如果她和A谈的时候，已经找好了B C D，此时就可以直接拿来无缝衔接~~

其实线程池也就大概这个作用，里面存放一些线程，需要用的时候直接拿来使用。

二.线程池的实现原理

我们先来看线程池是如何创建的：

package Pool;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class threadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    }
}

很明显，此处的线程池竟然不是 new 出来的，那么它是如何被实例化的呢？其实这里就使用了一种设计模式：工厂模式。

为什么要有工厂模式？

其实工厂模式就时给Java中的构造方法填坑的，我们的构造方法其实时有很大缺陷的，我们来看以下例子。

我们期望这个Point类，初始化的时候能够传入 double x，double y，用来构造笛卡尔坐标系

我们又希望在不创建其他类的情况下，这个Point类， 初始化的时候能够传入 double r，double a，用来构造极坐标系。

但是构造方法也是方法，此时的方法由于参数个数和参数的类型都相同，就会编译失败，那么就没办法满足期望！

此时我们可以再写一个类：

此时这个类中又两个静态方法，一个是构造笛卡尔坐标系，并且返回。一个是构造及坐标系，并且返回对象。

那么我们就可以使用以下语句来分别调用：

Point p1 = PointFactory.makePintByXY(10,20) 

Point p2 = PointFactory.makePintByRA(12,63) 

此时通过PointFactory类，来给Point类传入需要的值就可以了。

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那么线程池也是通过这样的方式来进行创建的：

三.线程池的构造方法解读

从Excutor这个工厂类的源码中可以得到以下：

其实线程的创建又被封装到了一个叫做ThreadPoolExecutor的类中

点开ThreadPoolExecutor，可以得到如下图片：

其中的每个参数的意思是这样的：

第一个是核心线程数， 第二个是最大线程数

线程池中的线程数目是可以动态变化的

范围就是【int corPoolSize. ~ int maxmumPoolSize】

什么是核心线程：

就好比一个公司中有正式员工（核心线程）和实习生，总的员工数目不能超过一定的值。当人手不够用就招实习生，这样既可以满足效率的需求，又可以避免过多的开销。

第三个是线程的可存活时间

第四个TimeUnit unit是用来设置非核心线程闲置超时时长（keepAliveTime）的单位。当一个非核心线程的闲置时间超过这个参数所设定的时长时，该线程就会被销毁掉。

第五个比较重要

第六个是线程池的拒绝策略，也就是当所有线程都处于忙碌状态，如果还往线程池中添加元素，线程池所做的操作。

这些构造方法，第一个和第五个以及第六个是需要重点掌握的。 

下面来单独讲讲第六个参数：拒绝策略

线程池的拒绝策略

所谓的拒绝策略，其实就是如果线程池中每个线程都是处于忙碌的状态，如何应对新来的线程任务。

举个例子：如果我周一到周五都是满课，此时我一朋友让我给他去代课，那么此时我如何应对？此时就会有相应的应对策略：

1. AbortPolicy（默认策略）：这是默认的拒绝策略，它会抛出一个未检查的RejectedExecutionException，以指示任务被拒绝。也就是我本来都满课了，朋友还让我去代课，此时我就直接崩溃，代课和我自己的课我都不去上了，直接崩溃！
2. CallerRunsPolicy：这个策略不会抛出异常。相反，它会将任务退回给调用线程，让它自己运行这个任务。 也就是让我朋友自己去上课。
3. DiscardOldestPolicy：此策略会丢弃队列中等待最久的任务，并立即返回给调用者。也就是我丢弃我课程中一节课，去给他代课。
4. DiscardPolicy：这个策略会静默地丢弃被拒绝的任务。也就是说，它不会抛出任何异常，也不会通知任务被拒绝。 也就是我拒绝去给他代课，我自己上自己的课。然后我朋友也不去上课了，那么这个课（任务) 也就黄了。

四.自己实现一个线程池

  实现线程池一个最关键的步骤就是拒绝策略，那么说明拒绝策略呢？

由于之前学过阻塞队列的知识，这里就先用阻塞队列来实现以下。

那么这个就是一种自己定义的新的拒绝策略，那就是一直等待~

package Pool;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;


class MyPoolDemo {
    //一个队列
    BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue<>(1000);

    //通过这个方法,把任务添加到队列当中
    public void submit(Runnable task) throws InterruptedException {
        queue.put(task); //往阻塞队列中放入元素
    }

    public MyPoolDemo(int n) throws InterruptedException {
        //构造方法
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            Thread t = new Thread(() -> {
               //让这个线程从队列中消费任务并且进行执行
                try {
                    //如果队列中没有元素,那就阻塞等待
                    //一旦队列中有了任务,那么就立即执行take方法获取到任务并且开始执行
                        Runnable task = task = queue.take();
                        task.run();
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            });
            t.start();

        }
    }


}
public class RunDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        /**
         * 步骤理解:
         * 1.创建线程池并且指定线程数目是 20 ,在实例化线程池的时候已经创建好了20个线程
         * 2.这20个线程都在等待 take 获取到任务队列中的任务
         * 3.for 语句 循环 1000次,每次循环都会提交任务到任务队列
         * 4.一但任务队列里面有元素,这20个线程就会立马获取到,并且执行
         */
        MyPoolDemo myPoolDemo = new MyPoolDemo(20);
        int taskCount = 1000;
        while (true) {
            for (int i = 0; i < taskCount; i++) {
                int id = i;
                myPoolDemo.submit(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        System.out.println("执行任务:" + id);
                    }

                });
            }
        }
    }
    }

运行结果：

代码解读：

1.线程池里的线程是需要执行任务的，这个任务可以放到    BlockingQueue 这个阻塞队列中。为什么要使用阻塞队列呢？当线程池中的线程都在工作，此时就直接等待阻塞。

2.submit 方法接受一个实例化好的Runnable类型的任务，负责往队列中添加元素

3. MyPoolDemo(int n) 是这个类的构造放法，当实例化这个类的时候，被指定的 n 就是要创建的线程数量。

4. 由运行结果可以得出：当线程数量为20的时候，可以看到任务被随即执行完了。

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总结：Java线程池是Java并发编程中一个重要的概念，它用于管理和控制线程的创建、销毁，以及任务提交和执行。线程池的主要目的是减少创建和销毁线程的开销，提高性能。