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线程池是什么？线程池(ThreadPoolExecutor)使用详解

2023-09-03 08:40

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本篇文章将详细讲解什么是线程池，线程池的参数介绍，线程池的工作流程，使用Executors创建常见的线程池~~~

一、线程池的概念

简单来说，可以理解为一个“现成的池子”，里面有一定数量的线程等待工作，每次使用不用再次创建、使用完了不用马上销毁，会自动回收进池子中。类似常量池等等~~

虽然创建销毁线程比创建销毁进程更轻量, 但是在频繁创建销毁线程的时候还是会比较低效，线程池就是为了解决这个问题，如果某个线程不再使用了，并不是真正把线程释放，而是放到一个“池子”中，下次如果需要用到线程就直接从池子中取，不用再次创建。

1.1线程池的目的-提高效率

池的目的就是为了提高效率，从线程池中拿线程，属于用户态操作；而从系统再去创建线程，涉及到用户态和内核态之间的切换，真正的创建是在内核态完成的。

那么什么是用户态？什么是内核态？下面我来举个例子：

银行中有大厅和服务柜台，大厅相当于用户态，柜台相当于内核态；每个地方都有打印机，如果来客户需要办理业务，可以在打印机上办理，也可以找工作人员办理。

此时来个老哥，说想办个银行卡，但是没带身份证复印件，有俩个办法：1.自己去大厅的复印件，自己复印一份，拿过来。2.让工作人员去柜台里面的打印机，去复印下再拿回来。

那么如果自己去复印，就立即去了，立即回来了，中间不耽误；如果工作人员去复印，他可能会做点别的，确实能给你复印，但是就不一定及时了~~

结论：用户态操作，时间是可控的；涉及到内核态操作，时间就不可控了~~

二、线程池的参数介绍

先看ThreadPoolExecutor 的构造方法

重点理解一下这几个参数含义：先情景带入一下，把线程池当作公司，一类正式员工；一类实习生；

corePoolSize:核心线程数，相当于正式员工

maxinumPoolSize:最大线程数，相当于正式员工+实习生

long keepAliveTime:实习生线程保持存活的时间

当任务比较少的时候，整体比较空闲，实习生不是立即被辞退的，表示实习生最大的存活时间

TimeUnit unit:单位，秒，分钟，毫秒

BlockingQueue workQueue:线程池里要管理很多任务，这些任务也是通过阻塞队列来组织的，此时可以手动指定一个队列给线程池，此时就可以很方便的获取队列中的信息

ThreadFactory threadFactory：工厂模式，创建线程的辅助的类

RejectedExecutionHandler handler：线程池的拒绝策略，如果任务量超出公司的负荷接下来该怎么处理

2.1线程池的拒绝策略

上述四种是标准库中提供的四种拒绝策略：

表示如果队列满了，继续添加任务，添加操作之间抛出异常（新老都执行不了，哭）

添加的线程自己负责执行这个任务（怼回去）

丢弃最老的任务

丢弃最新的任务

以上四种策略要重点掌握，面试常考~~

三、线程池的工作流程图

四、线程池的创建

ExecutorService 表示一个线程池实例
Executors 是一个工厂类, 能够创建出几种不同风格的线程池
ExecutorService 的 submit 方法能够向线程池中提交若干个任务
Executors 本质上是 ThreadPoolExecutor 类的封装

4.1方法一

创建具有十个线程的线程池（大小固定）

public class ThreadDemo {    public static void main(String[] args) {        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);        pool.submit(new Runnable() {            @Override            public void run() {                System.out.println("hello");            }        });    }}

4.2方法二

创建一个操作无界队列且只有一个工作线程的线程池

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

4.3方法三

用来处理大量短时间工作任务的线程池,如果池中没有可用的线程将创建新的线程，如果线程空闲60秒将收回并移出缓存，创建线程数目动态增长的线程池

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

4.4方法四

创建一个单线程执行器，可以在给定时间后执行或定期执行。

 ScheduledExecutorService singleThreadScheduledExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();

4.5方法五

创建一个指定大小的线程池，可以在给定时间后执行或定期执行，是进阶版的Timer

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);

4.6方法六

创建一个指定大小（不传入参数，为当前机器CPU核心数）的线程池，并行地处理任务，不保证处理顺序

Executors.newWorkStealingPool();

4.7方法七

自定义线程池，工作中使用这种方法创建线程池

ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,                10,                10000,                TimeUnit.MILLISECONDS,                new LinkedBlockingQueue());

五、模拟实现一个线程池

设置一个具有十个线程的线程池，打印0-1000个数。

其中在构造方法中调用十个线程执行，submit方法进行放入任务！！

class MyThreadPool{    private BlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue<>();    public void submit(Runnable runnable) throws InterruptedException {        queue.put(runnable);    }    public MyThreadPool(int n){        for (int i = 0; i < n; i++) {            Thread t = new Thread(() -> {                try {                    while (true){                        Runnable runnable = queue.take();                        runnable.run();                    }                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            });            t.start();        }    }}public class ThreadDemo {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        MyThreadPool pool = new MyThreadPool(10);        for (int i = 0; i < 1000; i++) {            int number = i;            pool.submit(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    System.out.println("hello "+ number);                }            });        }        Thread.sleep(3000);    }}