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一、背景

　　最近在學習線程相關的知識，然后順理成章少不了學習線程池，剛開始在沒有深入的學習之前，感覺線程池是很神秘的東西，而且完全想不到怎么才能實現一個自己的線程池，然后還能保證它的可用性，然后就一直琢磨，琢磨了一周才不多，也是網上各種查資料，終于明白了線程池的原理，也自己手寫一個線程池，來加深印象，那么本文我們就來聊一聊關于線程池的知識，希望更多的猿友能看到，從此對線程池有一個清晰直觀的認識。

二、概念解析

1.什么是線程池

　　線程池的基本思想是一種對象池，在程序啟動時就開辟一塊內存空間，里面存放了眾多(未死亡)的線程，池中線程執行調度由池管理器來處理。當有線程任務時，從池中取一個，執行完成后線程對象歸池，這樣可以避免反復創建線程對象所帶來的性能開銷，節省了系統的資源。

2.使用線程池的好處

　　合理的使用線程池可以重復利用已創建的線程，這樣就可以減少在創建線程和銷毀線程上花費的時間和資源。并且，線程池在某些情況下還能動態的調整工作線程的數量，以平衡資源消耗和工作效率。同時線程池還提供了對池中工作線程進行統一的管理的相關方法。這樣就相當于我們一次創建，就可以多次使用，大量的節省了系統頻繁的創建和銷毀線程所需要的資源。

3.線程池的主要組件

一個線程池包括以下四個基本組成部分：
(1)、線程池管理器（ThreadPool）：用于創建并管理線程池，包括 創建線程池，銷毀線程池，添加新任務；
(2)、工作線程（WorkThread）：線程池中線程，在沒有任務時處于等待狀態，可以循環的執行任務；
(3)、任務接口（Task）：每個任務必須實現的接口，以供工作線程調度任務的執行，它主要規定了任務的入口，任務執行完后的收尾工作，任務的執行狀態等；
(4)、任務隊列（taskQueue）：用于存放沒有處理的任務。提供一種緩沖機制。

4.JDK中線程池常用類UML類關系圖

三、手寫實現

我們知道了線程池的原理以及主要組件之后，就讓我們來手動實現一個自己的線程池，以加深理解和深入學習。

1.線程池接口類

package com.hafiz.proxy.threadPool;import java.util.List;/*** Desc:線程池接口類* Created by hafiz.zhang on 2017/9/19.*/ public interface ThreadPool {// 執行單個線程任務void execute(Runnable task);// 執行多個任務void execute(Runnable[] tasks);// 執行多個任務void execute(List<Runnable> tasks);// 返回已經執行的任務個數int getExecuteTaskNumber();// 返回等待被處理的任務個數，隊列的長度int getWaitTaskNumber();// 返回正在工作的線程的個數int getWorkThreadNumber();// 關閉線程池void destroy(); }

2.線程池實現類ThreadPoolManager.java

package com.hafiz.proxy.threadPool;import java.util.Arrays; import java.util.List; import java.util.Queue; import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue; import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;/*** Desc:線程池實現類* Created by hafiz.zhang on 2017/9/19.*/ public class ThreadPoolManager implements ThreadPool {// 線程池中默認線程的個數為5private static Integer workerNum = 5;// 工作線程數組WorkThread[] workThreads;// 正在執行的線程任務數量private static volatile Integer executeTaskNumber = 0;// 任務隊列, 作為一個緩沖private Queue<Runnable> taskQueue = new ConcurrentLinkedQueue<>();// 單例模式private static ThreadPoolManager threadPool;private AtomicLong threadNum = new AtomicLong();private ThreadPoolManager() {this(ThreadPoolManager.workerNum);}private ThreadPoolManager(int workerNum) {if (workerNum > 0) {ThreadPoolManager.workerNum = workerNum;}workThreads = new WorkThread[ThreadPoolManager.workerNum];for (int i = 0; i < ThreadPoolManager.workerNum; i++) {workThreads[i] = new WorkThread();Thread thread = new Thread(workThreads[i], "ThreadPool-worker-" + threadNum.incrementAndGet());thread.start();System.out.println("初始化線程總數：" + (i+1) + ",當前線程名稱是：ThreadPool-worker-" + threadNum);}}public static ThreadPool getThreadPool() {return getThreadPool(workerNum);}public static ThreadPool getThreadPool(int workerNum) {if (workerNum > 0) {ThreadPoolManager.workerNum = workerNum;}if (threadPool == null) {threadPool = new ThreadPoolManager(ThreadPoolManager.workerNum);}return threadPool;}@Overridepublic void execute(Runnable task) {synchronized (taskQueue) {taskQueue.add(task);taskQueue.notifyAll();}}@Overridepublic void execute(Runnable[] tasks) {execute(Arrays.asList(tasks));}@Overridepublic void execute(List<Runnable> tasks) {synchronized (taskQueue) {for (Runnable task : tasks) {taskQueue.add(task);}taskQueue.notifyAll();}}@Overridepublic String toString() {return "ThreadPoolManager{" +"當前的工作線程數量=" + getWorkThreadNumber() +", 已完成的任務數=" + getExecuteTaskNumber() +", 等待任務數=" + getWaitTaskNumber() +'}';}@Overridepublic int getExecuteTaskNumber() {return executeTaskNumber;}@Overridepublic int getWaitTaskNumber() {return taskQueue.size();}@Overridepublic int getWorkThreadNumber() {return workerNum;}@Overridepublic void destroy() {while (!taskQueue.isEmpty()) {try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}for (int i = 0; i < workThreads.length; i++) {workThreads[i].shutdown();workThreads[i] = null;}threadPool = null;taskQueue.clear();}private class WorkThread implements Runnable {// 線程是否可用private boolean isRunning = true;@Overridepublic void run() {Runnable r = null;while (isRunning) {// 隊列同步機制，加鎖synchronized (taskQueue) {while (isRunning && taskQueue.isEmpty()) {try {taskQueue.wait(20);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}if (!taskQueue.isEmpty()) {r = taskQueue.poll();}}if (r != null) {r.run();}executeTaskNumber++ ;r = null;}}public void shutdown() {isRunning = false;}} }

其中該類中包含內部類WorkThread，它用來包裝真正的線程類，給每一個線程一個是否可用的標志，該線程工作室同步的從taskQueue中取出要執行的任務進行調用run方法來執行任務。

這個類中的getThreadPool方法中我們還使用到了懶漢式來實現單例，單例模式也是Java常用設計模式之一。

注意該類中的destroy方法的實現：我們是一直等到隊列中的所有的任務執行完畢，才真正的銷毀線程池，銷毀的過程中不要忘記將每一個線程對象置為null,并且清空任務隊列，這樣更利于java的垃圾回收。

3.自定義任務類Task.java

package com.hafiz.proxy.threadPool;/*** Desc:自定義任務類* Created by hafiz.zhang on 2017/9/21.*/ public class Task implements Runnable {private static volatile Integer i = 1;@Overridepublic void run() {// 執行任務synchronized (i) {System.out.println("當前處理的線程是：" + Thread.currentThread().getName() + ",執行任務：" + (i++) + "完成");}} }

4.線程池測試類

package com.hafiz.proxy.threadPool;import java.util.ArrayList; import java.util.List;/*** Desc:線程池測試類* Created by hafiz.zhang on 2017/9/20.*/ public class ThreadPoolTest {public static void main(String[] args) {ThreadPool t = ThreadPoolManager.getThreadPool(6);List<Runnable> tasks = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 100; i++) {tasks.add(new Task());}System.out.println(t);t.execute(tasks);// 所有的線程執行完成才destroyt.destroy();System.out.println(t);} }

5.測試結果：（為了篇幅，只創建10個任務運行）

四、總結

　　通過本文，我們弄明白線程池到底是怎么工作，學習知識的過程中，我們就是要知其然知其所以然。這樣我們才能更好地駕馭它，才能更好地去理解和使用，也能更好地幫助我們觸類旁通，后面有機會我們接著來說數據庫連接池的原理及手寫實現。

轉載于:https://www.cnblogs.com/JonaLin/p/11090552.html

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的关于线程池,那些你还不知道的事的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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