【并发编程篇】源码分析，手动创建线程池

Dear 丶 2024-04-17 06:39 66阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  ?前言
 *   *  ?Executors的三大方法
 *  ?简述线程池
 *  ?手动创建线程池
 *   *  ⭐源码分析
     *  ✨代码实现，手动创建线程池
     *   *  ?CallerRunsPolicy()
         *  ?AbortPolicy()
         *  ?DiscardPolicy()
         *  ?DiscardOldestPolicy()

![在这里插入图片描述][9c584047cd09466f876f26643b8109ba.png_pic_center]

## ?前言 ##

### ?Executors的三大方法 ###

Java 中的 Executors 类提供了创建和管理线程池的工厂方法。主要有以下三种常用的静态工厂方法：

*  newFixedThreadPool(int nThreads)：固定的线程池大小  
    创建一个固定大小的线程池，其中包含指定数量的线程。如果所有线程都处于活动状态，并且任务队列已满，那么新任务将在任务队列中等待，直到有空闲的线程可用。  
    ![在这里插入图片描述][528084aba9494c31adbf89b10e741abb.png]
 *  newCachedThreadPool()：遇强则强，遇弱则弱  
    创建一个可缓存的线程池，如果线程池的当前规模超过处理需求时，它会回收空闲线程；当需求增加时，则可以添加新的线程，线程池规模不存在限制。

![在这里插入图片描述][cfee30e0871d458fb8e80cd7a8cda0b9.png]

*  newSingleThreadExecutor()： 单个线程  
    创建一个单线程的线程池，该线程池只有一个工作线程，它保证所有任务按顺序执行。

![在这里插入图片描述][737983a219064a15bf48d4fad2bf9580.png]

这些工厂方法都返回实现了 ExecutorService 接口的 ThreadPoolExecutor 对象，这是 Java 线程池的一个具体实现，提供了对线程池的操作和控制。通过使用这些工厂方法创建线程池，可以方便快捷地满足不同场景下的线程管理需求。

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![请添加图片描述][a45dd96c305e41249b961de2fef1eb60.jpeg]  
由于使用Executors不安全，那么我们需要手动创建一个线程池

## ?简述线程池 ##

线程池是一种用于管理和重用线程的机制，它通过预先创建一组线程，并将任务提交给这些线程来执行。`线程池可以有效地控制并发线程的数量，避免了频繁创建和销毁线程的开销，提高了系统的性能和资源利用率。`

线程池通常由以下组件构成：

*  线程池管理器（ThreadPoolExecutor）：负责创建、管理和调度线程池中的线程。它维护着一个线程池的状态，包括线程数量、任务队列、线程工厂等属性。
 *  工作线程（Worker Thread）：线程池中的实际执行任务的线程。线程池会创建一定数量的工作线程，每个工作线程可以执行多个任务。
 *  任务队列（Task Queue）：用于存储待执行的任务。当线程池中的线程空闲时，它们会从任务队列中获取任务并执行。
 *  线程工厂（Thread Factory）：用于创建新的线程对象。线程池在需要创建新线程时，会使用线程工厂创建线程对象。

线程池的主要优点包括：

*  提高系统性能：线程池可以控制并发线程的数量，避免了过多的线程竞争和频繁的线程创建销毁开销，提高了系统的性能。
 *  提高资源利用率：线程池可以重用线程，避免了线程创建和销毁的开销，提高了系统的资源利用率。
 *  提供线程管理和监控：线程池提供了对线程的管理和监控机制，可以方便地查看线程池的状态、线程执行情况等信息，便于调优和排查问题。

`使用线程池时，需要根据具体的业务需求和系统资源情况合理配置线程池的大小、任务队列的容量以及其他相关参数，避免因线程池过小或过大导致的性能问题。`

## ?手动创建线程池 ##

### ⭐源码分析 ###

newSingleThreadExecutor的源码  
![在这里插入图片描述][a6794208662e4de29d2b64eae46e807c.png]newFixedThreadPool的源码  
![在这里插入图片描述][7e394f099da044beb716f0485f732ffa.png]newCachedThreadPool的源码  
![在这里插入图片描述][947394319b7040afb45947cb3df06129.png]其中有个参数长度是Integer,MAX\_VALUE，长度过大，可能会堆积大量的请求，对应了上面我们说的不能用Executors，而要用ThreadPoolExecutors

> 我们发现，上面三者的源码中都有ThreadPoolExecutor  
> `说明调用线程的本质调用的是ThreadPoolExecutor`

下面我们来分析一下ThreadPoolExecutor  
![在这里插入图片描述][044a28c9fbf84dd98b8dc7a5870c09a7.png]![在这里插入图片描述][3d18c0d5d5df4b44a547ad39575afa4b.png]下面我们来想象一个场景，来更好的理解线程池  
比如我们去银行办理业务  
银行有5个窗口，但是只打开了2个（代表核心线程池的大小为2），**还有3个没有开**（触发最大并发量的情况下才会打开这3个窗口），还有容量为3的候客区（阻塞队列）  
然后有用户去办理业务了，假如来了3个用户，2个去窗口了，还有1个在候客区等待，此时，又来了3个用户，这时候客区的位置不够了（阻塞队列满了），就要打开那关闭的3个窗口（触发最大并发量了）

### ✨代码实现，手动创建线程池 ###

#### ?CallerRunsPolicy() ####

package org.Test6;
    
    import java.util.concurrent.*;
    
    public class Demo01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //自定义线程池
            ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                    2,
                    5,
                    3,
                    TimeUnit.SECONDS,   //超时等待时间
                    new LinkedBlockingQueue<>(3),
                    Executors.defaultThreadFactory(),
                    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
            try {
        
                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        
                    //使用线程池后，使用线程池来创建线程
                    threadPool.execute(()->{
        
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
                    });
                }
            }catch (Exception e){
        
                e.printStackTrace();
            }finally {
        
                //关闭线程池
                threadPool.shutdown();
            }
        }
    }

![在这里插入图片描述][ea51bc5b331c44e58fcde7586a938434.png]

> 代码里面的**超时等待时间**是什么意思  
> 我们对应上面去银行的场景，触发最大并发条件后，所有窗口都打开了，一段时间后，所有用户都离开了，过了设定的时间都没有业务，那么后面3个窗口就要关闭

#### ?AbortPolicy() ####

package org.Test6;
    
    import java.util.concurrent.*;
    
    public class Demo01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //自定义线程池
            ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                    2,
                    5,
                    3,
                    TimeUnit.SECONDS,   //超时等待时间
                    new LinkedBlockingQueue<>(3),
                    Executors.defaultThreadFactory(),
                    new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
            try {
        
                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        
                    //使用线程池后，使用线程池来创建线程
                    threadPool.execute(()->{
        
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
                    });
                }
            }catch (Exception e){
        
                e.printStackTrace();
            }finally {
        
                //关闭线程池
                threadPool.shutdown();
            }
        }
    }

![在这里插入图片描述][2b1c7c88502148318672c75c779a7728.png]

#### ?DiscardPolicy() ####

package org.Test6;
    
    import java.util.concurrent.*;
    
    public class Demo01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //自定义线程池
            ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                    2,
                    5,
                    3,
                    TimeUnit.SECONDS,   //超时等待时间
                    new LinkedBlockingQueue<>(3),
                    Executors.defaultThreadFactory(),
                    new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
            );
            try {
        
                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        
                    //使用线程池后，使用线程池来创建线程
                    threadPool.execute(()->{
        
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
                    });
                }
            }catch (Exception e){
        
                e.printStackTrace();
            }finally {
        
                //关闭线程池
                threadPool.shutdown();
            }
        }
    }

丢掉任务，但是不会抛出异常

![在这里插入图片描述][e0f1d27a2ad54f73b88857b5f486de0c.png]

#### ?DiscardOldestPolicy() ####

package org.Test6;
    
    import java.util.concurrent.*;
    
    public class Demo01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //自定义线程池
            ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                    2,
                    5,
                    3,
                    TimeUnit.SECONDS,   //超时等待时间
                    new LinkedBlockingQueue<>(3),
                    Executors.defaultThreadFactory(),
                    new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
            );
            try {
        
                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        
                    //使用线程池后，使用线程池来创建线程
                    threadPool.execute(()->{
        
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
                    });
                }
            }catch (Exception e){
        
                e.printStackTrace();
            }finally {
        
                //关闭线程池
                threadPool.shutdown();
            }
        }
    }

![在这里插入图片描述][4fdc5aef62f04bb9986c9882e807ad08.png]

> 在技术的道路上，我们不断探索、不断前行，不断面对挑战、不断突破自我。科技的发展改变着世界，而我们作为技术人员，也在这个过程中书写着自己的篇章。让我们携手并进，共同努力，开创美好的未来！愿我们在科技的征途上不断奋进，创造出更加美好、更加智能的明天！

![在这里插入图片描述][1c9999934a1f45a08476112475798f66.png_pic_center]

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