手写线程池实战：从原理到实现，深入理解线程池工作机制

手写线程池实战：从原理到实现，深入理解线程池工作机制

本文参考B站技术视频 《Java手写线程池实战》 的核心思路实现，结合代码解析线程池设计思想

一、为什么需要线程池？

在多线程编程中，频繁创建/销毁线程会产生大量性能开销。线程池通过✨ 线程复用 和 任务队列管理 机制，实现了：

1. ️ 降低资源消耗
2. ⚡ 提高响应速度
3. 增强可管理性

二、线程池核心参数解析

public class MyThreadPool {
    private final int corePoolSize;    //  核心线程数
    private final int maxSize;        //  最大线程数
    private final int timeout;        // ⏳ 非核心线程空闲超时
    private final TimeUnit timeUnit;  // ⏰ 时间单位
    private final BlockingQueue<Runnable> blockingQueue; //  任务队列
    private final RejectHandle rejectHandle; //  拒绝策略
}

参数	作用说明
corePoolSize	长期存活的线程数量，即使处于空闲状态
maxSize	允许创建的最大线程数
timeout	非核心线程空闲等待时间（超时后自动销毁）
blockingQueue	任务缓存队列（推荐使用有界队列）
rejectHandle	队列满时的拒绝策略

三、实现线程池的关键步骤

3.1 任务提交逻辑

3.2 核心线程实现

class CoreThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        while (true) { // ♻️ 永久运行
            try {
                Runnable task = blockingQueue.take();
                task.run(); // ♂️立即执行任务
            } catch (InterruptedException e) {
                // ⚠️处理中断异常
            }
        }
    }
}

3.3 非核心线程实现⏳

3.4 拒绝策略示例

// 直接丢弃策略实现
public class DiscardRejectHandle implements RejectHandle {
    @Override
    public void reject(Runnable command, MyThreadPool threadPool) {
        System.out.println("❌ 任务被丢弃: " + command);
    }
}

其他常见拒绝策略：

• AbortPolicy：抛出RejectedExecutionException
• CallerRunsPolicy：由提交线程自己执行任务
• ️ DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最旧的任务

四、测试验证

public static void main(String[] args) {
    MyThreadPool pool = new MyThreadPool(3, 5, 1, TimeUnit.SECONDS, 
        new ArrayBlockingQueue<>(2), new DiscardRejectHandle());
    
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        int taskId = i;
        pool.execute(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000); // 模拟任务执行
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                    + " ✅ 执行任务-" + taskId);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace(); // ⚠️异常处理
            }
        });
    }
}

执行结果特征：

五、与JDK线程池对比⚖️

特性	手写线程池	ThreadPoolExecutor
线程分类	核心/临时线程	核心/非核心线程
队列策略	必须显式指定	支持多种队列类型
拒绝策略	需自定义实现	内置4种标准策略
线程回收	简单超时机制	支持灵活配置
状态管理	未实现	完整生命周期管理（RUNNING/SHUTDOWN等）

六、关键问题思考

七、扩展建议

1. 添加线程池监控功能
2. 实现优雅关闭接口
3. 支持线程工厂定制
4. 增加运行状态统计

原理深入讲解推荐观看：《Java手写线程池实战》

通过手写线程池，不仅可以深入理解线程池的工作原理，还能根据实际业务需求进行定制化扩展。建议读者结合JDK原生线程池源码进行对比学习，收获会更大！