线程池的工作原理是啥？能手写一个线程池吗？

た入场券 2023-02-16 12:02 10阅读 0赞

【原创】 Java识堂

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# 为什么要有线程池这个东西？ #

创建线程对象不像其他对象一样在JVM分配内存即可，还要调用操作系统内核的API，然后操作系统为线程分配一系列的资源，这个成本就很高了。所以线程是一个重量级对象，应该避免频繁创建和销毁

# 再说一下线程池的大概工作流程 #

以前我们运行线程的时候new Thread().start()即可，如果线程数多了，频繁的创建线程和销毁线程很费时间。

然后Doug Lea就这样设计了一下，预先启动几个线程，还准备好一个容器。每次想执行任务时，就将实现了Runnable接口的任务放到这个容器中，预先启动好的线程不断从容器中拿出任务，调用执行Runnable接口的run方法，这样刚开始启动的线程就能执行很多次任务。大概流程就是这样，真正的线程池考虑的东西比较多。

想到没有，这就是典型的生产者-消费者模式，线程池的使用者是生产者，线程池本身是消费者。用代码来实现一下

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验证代码（正常工作）

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来看一下Java中的线程池类ThreadPoolExecutor的构造函数有哪些参数？

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

来类比学习一下这些参数，我们把**线程池类比为项目组，线程是这个公司的成员**

corePoolSize：线程池中最少的线程数，一个项目组总得有corePoolSize人坚守阵地，都是签订劳动合同了，不能随便撤。

maximumPoolSize：当项目很忙时，就得加人，请其他项目组的人来帮忙。但是公司空间有限，最多只能加到maximumPoolSize个人。当项目闲了，就得撤人了，最多能撤到corePoolSize个人

keepAliveTime & unit：上面提到项目根据忙闲来增减人员，那在编程世界里，如何定义忙和闲呢？如果一个线程在keepAliveTime（时间数字）\* unit（时间单位）时间内都没有执行任务，说明这个线程很闲。如果此时线程数大于corePoolSize，这个线程就要被回收了

workQueue：就是任务队列

threadFactory：自定义如果创建线程，例如给线程指定一个有意义的名字

handler：workQueue满了（排期满了），再提交任务，该怎么处理呢？这个就是处理策略，线程池提供了4种策略，你也可以实现RejectedExecutionHandler接口来自定义策略

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现在你可以去看看jdk提供的ThreadPoolExecutor类，发现原来也没那么难理解，为了方便大家练习，我把可以粘贴的代码放上来，方便大家粘贴

public class MyThreadPool {
    
     /** 利用阻塞队列实现生产者-消费者模式 */
     BlockingQueue<Runnable> workQueue;
    
     /** 保存内部工作线程 */
     List<WorkThread> workThreadList = new ArrayList<>();
     MyThreadPool(int poolSize, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
     this.workQueue = workQueue;
     for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
     WorkThread workThread = new WorkThread();
     workThread.start();
     workQueue.add(workThread);
     }
     }
    
     void execute(Runnable command) {
     // 放入任务，如果没有空间，则阻塞等待
     // try catch部分省略
     workQueue.put(command);
     }
    
     class WorkThread extends Thread {
     @Override
     public void run() {
     // 循环取任务并执行
     while (true) {
     Runnable task = null;
     // 获取阻塞队列的第一个任务，并删除
     // 如果没有元素，则会阻塞等待
     // try catch部分省略
     task = workQueue.take();
     task.run();
     }
     }
     }
    
     public static void main(String[] args) {
     BlockingQueue<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingQueue<>(5);
     MyThreadPool pool = new MyThreadPool(2, workQueue);
     for (int i = 0; i < 10; i++) {
     int num = i;
     pool.execute(()->{
     System.out.println("线程 " + num + " 执行");
     });
     }
     }
    
    }

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