目錄

一、線程池的由來

二、線程池的簡單介紹

1、ThreadPoolExecutor類

（1）核心線程數和最大線程數：

（2）保持存活時間和存活時間的單位

（3）放任務的隊列

（4）線程工廠

（5）拒絕策略

2、Executors類

3、線程池的執行流程

4、討論線程池中創建多少線程合適

三、線程池的模擬實現

（1）阻塞隊列：存放要執行的任務

（2）submit方法：添加任務的方法，任務添加到隊列中

（3）構造方法：指定創建多少個線程，線程在這個構造方法中都創建好了

（4）存放線程的鏈表：每創建一個線程都放進鏈表中，這樣也能讓我們找到某個線程

（5）最終代碼（ + 測試用例）

都看到這了，點個贊再走吧，謝謝謝謝謝

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一、線程池的由來

最開始，進程可以解決并發編程的問題，但是這個代價太大了，于是引入了 “輕量級進程” ：線程

線程也能解決并發編程的問題，而且線程的開銷比進程要小的多，但是線程如果太多了，創建銷毀線程的頻率進一步提高，此時的線程創建銷毀的開銷就不能忽視了。

為了解決上述問題，大佬們給出了兩個解決方案：

（1）引入 “輕量級線程”：纖程 / 協程

? ? ? ? 協程的本質是程序猿在用戶態代碼中進行調度，不是靠內核的調度器調度的，這樣就節省了很多開銷；協程是在用戶代碼中，基于線程封裝出來的，可能是N個協程對應1個線程，也可能是N個協程對應M個線程。

（2）引入 “線程池”

? ? ? ? 線程池的概念：創建一個線程，這個線程執行完，不會把這個線程給銷毀，而是把這個線程放到線程池中，當我們需要用這個線程的時候，再從線程池中拿，不需要的時候，就放在線程池中，并不會銷毀它；這樣，就省去了頻繁的創建銷毀線程了。

為啥從線程池中取線程 比 從系統中申請線程的創建更高效呢？

? ? ? ? 舉個栗子：

假設在銀行場景中，滑稽老鐵要去這個銀行辦理一個業務，一般銀行中大堂有復印機；這時，滑稽老鐵沒有帶身份證復印件，此時滑稽老鐵要去搞到身份證復印件，有兩個選擇，其一選擇：把身份證給柜員，讓柜員幫滑稽老鐵復印，但是這個操作是不可控的，可能這個柜員中途被老板安排了其他活，那這個時候，就不能幫滑稽老鐵復印身份證了，要等忙完老板安排的活，再幫滑稽老鐵復印身份證；其二選擇：滑稽老鐵自己去大堂中復印身份證，這樣就比較可控了，滑稽老鐵可以很快的去到打印機，立馬復印出來，再去辦理他的業務。如圖：

這里的大堂就是用戶態，柜臺就是內核態，從線程池中取線程，是純用戶態代碼（可控）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???通過系統申請創建線程，需要內核完成（不可控）

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二、線程池的簡單介紹

1、ThreadPoolExecutor類

ThreadPoolExecutor參數最多的構造方法，明白了這個構造方法，其他構造方法的參數也就都明白了，如圖：

（1）核心線程數和最大線程數：

corePoolSize核心線程數：正式員工線程

maximumPoolSize最大線程數：正式員工線程 + 實習員工線程

????????舉個栗子：一個公司中有10個正式員工，這10個正式員工是不能隨便開除的，當這10個正式員工忙不過來的時候，公司為了降低成本，會招聘實習員工，而這幾個實習員工是可以隨便開除的，當公司穩定一段時間不忙后，就會開除幾個實習員工。

（2）保持存活時間和存活時間的單位

KeepAliveTime保持存活時間：實習生線程允許摸魚的最大時間

unit存活時間的單位：可以是hour 、 min 、 s 、 ms

（3）放任務的隊列

和定時器類似，線程池中也可以持有多個任務，要執行的任務，使用Runnable來描述任務。

（4）線程工廠

通過這個工廠類創建線程對象（Thread對象），工廠類里面有方法封裝了new Thread的操作，同時給Thread設置了一些屬性，我們想要創建線程的時候可以直接使用工廠類的方法創建。

舉個栗子：

描述一個點，可以用二維坐標和極坐標來表示：二維坐標：（x，y） 極坐標：（r，α）

這里，通過new一個類來得到一個點，這個類里有兩個構造方法，參數分別是（double x，double y），（double r，double α），那么這兩個構造方法的參數類型都一樣，構成不了重載，如圖：

那我們就改方法名不就好了，在使用static修飾，通過不同的方法名獲取類，在方法里new一個類，里面設置一些參數，再返回這個類，如圖：

這樣的的類，就稱為工廠類，工廠類里面得到類的方法就稱為工廠方法。

總的來說，通過靜態方法new了一個對象，在這個靜態方法設置不同的屬性，構造對象的過程，就稱為工廠模式。

（5）拒絕策略

在線程池中有一個阻塞隊列，這個隊列容納線程有上限，如果這個任務隊列滿了，這時有往再添加任務，會發生啥事？

這就引出了拒絕策略，在線程池中，會有四個拒絕策略，如圖：

第一個策略：會直接拋出一個異常，這樣，舊的任務執行不了，新的任務也執行不了

第二個策略：把新的任務丟給添加任務隊列的線程執行，不給入隊列，同時舊的任務依然在執行

第三個策略：把最舊的任務丟棄，添加最新的任務進來

第四個策略：直接把新的任務丟棄了，不執行新的任務，舊的任務會繼續執行

2、Executors類

ThreadPoolExecutor類本身使用起來比較復雜，標準庫給我們提供了另一個版本：把ThreadPoolExecutor封裝了一下，這個類就是Executor類，通過這個類創建出不同的線程池對象，在其內部，已經把ThreadPoolExecutor創建好了，并且設置了一些參數。

Executor的簡單使用，其中主要方法有一下4個，如圖：

我們創建一個固定線程數目的線程池，再往里添加任務

代碼：

public class ThreadPoolTest {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(4);service.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello word");}});}
}

執行結果：

那啥時候使用Executor，啥時候使用ThreadPoolExecutor呢？

網上流傳了 阿里巴巴java開發編程規范，里面寫了不建議使用Executor，而且一定要使用ThreadPoolExecutor，里面說用ThreadPoolExecutor意味著一切都在掌控之中，可以避免一些不必要的因素；我們可以作為參考，不必奉為金科玉律，他們兩各有各的優缺點，這也要以以后入職的公司編程規范為準。

3、線程池的執行流程

（1）當有有任務要讓線程池里面的線程執行時，會比較工作線程數和核心線程數，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?如果工作線程數 < 核心線程數，則會直接安排線程去執行這個任務。

（2）當工作線程數 > 核心線程數，即線程池中的核心線程數滿了，會添加進阻塞任務隊列中，天氣任務隊列前也會判斷任務隊列是不是空，是空就阻塞等待。

（3）如果線程池中的存活線程數 == 核心線程數，并且阻塞任務隊列也滿了，此時會判斷是否到了最大線程數：maximumPoolSize，如果沒有到達，就會讓非核心線程去執行這個任務。

（4）如果當前線程數到達了最大線程數，則會執行拒絕策略。

4、討論線程池中創建多少線程合適

假設一個進程中，所有線程都是cpu密集型，這時每個線程的工作都是在cpu上執行的，此時，線程池中的數目就不應該超過N（cpu的邏輯核心線程數）

如果一個進程中，所有線程都是IO密集型的，這時每個線程的大部分工作都是在等待IO，此時，線程池中的數目就可以遠遠超過N（cpu的邏輯核心線程數）

上述情況都是極端情況，實際上一個進程中的線程，有cpu密集型的，也有IO密集型的，只是比例不同。由于程序的復雜性，很難直接對線程池進行預估，更準確的做法是通過實驗 / 測試的方法，找出合適的線程數目；也就是嘗試給線程池設定不同的線程，對不同線程情況線程池執行的效率、性能進行評估，找到合適的線程數目。

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三、線程池的模擬實現

模擬線程數目固定的線程池

（1）阻塞隊列：存放要執行的任務

代碼：

//阻塞隊列：存放要執行的任務
private BlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<>(5);

（2）submit方法：添加任務的方法，任務添加到隊列中

代碼：

//提供submit方法，可以添加任務
public void submit(Runnable runnable) throws InterruptedException {queue.put(runnable);
}

（3）構造方法：指定創建多少個線程，線程在這個構造方法中都創建好了

public MyThreadPoolExecutor(int n) {for (int i = 0; i < n; i++) {Thread t = new Thread(() -> {while (true) {try {//取出一個任務Runnable runnable = queue.take();//執行任務runnable.run();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});t.start();list.add(t);}}

解析：線程里面，取出一個任務就執行這個任務，如果隊列里沒有任務，就會阻塞等待，等有任務，再執行任務，如此循環往復；每創建一個線程，都要放進鏈表中，也要記得start。

（4）存放線程的鏈表：每創建一個線程都放進鏈表中，這樣也能讓我們找到某個線程

代碼：

//存放線程的鏈表
List<Thread> list = new ArrayList<>();

（5）最終代碼（ + 測試用例）

class MyThreadPoolExecutor {//存放線程的鏈表List<Thread> list = new ArrayList<>();//阻塞隊列：存放要執行的任務private BlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<>(5);//提供submit方法，可以添加任務public void submit(Runnable runnable) throws InterruptedException {queue.put(runnable);}public MyThreadPoolExecutor(int n) {for (int i = 0; i < n; i++) {Thread t = new Thread(() -> {while (true) {try {//取出一個任務Runnable runnable = queue.take();//執行任務runnable.run();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});t.start();list.add(t);}}
}
public class MyThreadPoolExecutorTest {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {MyThreadPoolExecutor myThreadPoolExecutor = new MyThreadPoolExecutor(4);for (int i = 0; i < 1000; i++) {//變量捕獲int n = i;myThreadPoolExecutor.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("執行任務:" + n + "，當前線程：" + Thread.currentThread().getName());}});}}
}

測試用例：指定線程池的數目為4個線程，添加1000次任務到阻塞隊列中，讓著4個線程從阻塞隊列中拿任務，再執行任務，任務：打印0~1000，并顯示是哪個線程打印的；

注意：這里我們打印那里我們不能直接放 i ，這里涉及到變量捕獲，不能編譯通過，但他們可以在循環里創建一個變量，把 i 的值賦值給這個變量，再打印 n，這樣每循環一次，都會創建一個成員變量，這個成員變量也不會變，預期也和我們想要預期效果一樣。

執行結果，如圖：

可以看到，并不是順序打印1~1000的，因為不同線程拿到任務的時機不同，多線程執行的順序也是隨機的。

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都看到這了，點個贊再走吧，謝謝謝謝謝