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Java线程池的简单实现

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2016/07/20 Share

最近在写Java程序的时候，接触到一些多线程方面的东西，用到了Java中的线程池。JDK中对线程池的支持比较完善，在java.util.concurrent包中，用ThreadPoolExecuter类表示一个线程池，同时还有一个Executor类扮演着线程池工厂的角色。例如：

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public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
public static ExecutorService newCachedThreadPool()
...

这些工厂方法，从本质上，都是调用了ThreadPoolExecutor类的构造函数：

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public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                    int maximumPoolSize,
                    long keepAliveTime,
                    TimeUnit unit,
                    BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                    ThreadFactory threadFactory,
                    RejectedExecutionHandler handler)

参数含义如下：

  • corePoolSize：线程池中应该保持的线程数量，即使线程空闲
  • maximumPoolSize：线程池中最大线程的数量
  • keepAliveTime：当线程数量大于corePoolSize时，指定空闲线程存在多久会被销毁
  • unit：keepAliveTime的单位
  • workQueue：任务队列，被提交但还没有执行
  • threadFactory：线程工厂
  • handler：拒绝策略

实现思路

从ThreadPoolExecutor的构造函数中，我们大概知道实现一个线程池需要哪些东西，如果完全按照构造函数中的参数来的话，太麻烦，有太多地方需要考虑，因此实现一个简单版的。

  1. 首先需要考虑线程池中存放多少线程。可以简单用一个变量来指定，并且这些线程要放在一个容器里，便于销毁，也便于知道他们的状态。
  2. 然后我们要考虑一个作为任务队列的容器。假如线程池中有5个线程，如果5个线程都处于工作状态的话，这时候送来的任务就需要放在任务队列中等待。
  3. 最后是线程池中工作线程的形式。工作线程在创建时开始就应该启动，其所做的工作主要是：从任务队列中取出任务-执行任务这样的无限循环。

工作线程的一种实现方式：

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class WorkerThread extends Thread {
    private Boolean isRunning = true;
    
    public void close() {
        isRunning = false;
    }

    public void run() {
        while (isRunning) {
            Runnable task = null;
            try {
                task = taskQueue.take();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            task.run();
        }
    }
}

WorkerThread是线程池的内部类，其中，taskQueue是任务队列，这里采用了BlockingQueue接口的一种实现，其put和take方法都是阻塞的。提交任务和销毁线程池如下：

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public void submit(Runnable task) {
    if (currentWorking() < limits) {
        WorkerThread worker = new WorkerThread();
        worker.start();
        workers.add(worker);
    }
    try {
        taskQueue.put(task);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

public void destroy() {
    while (!taskQueue.isEmpty());
    for (WorkerThread worker : workers) {
        worker.close();
    }
}

完整代码在这里。

线程池看似简单，其实很复杂，因为如果真要到一个应用级别的话，要考虑的东西还有很多，例如何时该启动一个线程，何时线程应该中止与挂起，任务队列的阻塞与超时，任务拒绝策略，线程生命周期等。至于本文实现的线程池，just for fun~

原文作者: Rahul

原文链接: https://rearcher.github.io/simple-java-thread-pool.html

发表日期: July 20th 2016, 4:02:36 pm

版权声明: 本文采用知识共享署名-非商业性使用 4.0 国际许可协议进行许可

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