10分钟带你徒手做个Java线程池

　　开发极简版Java线程池需要10分钟，让朋友们更好地理解线程池的核心原理。

　　本文从华为云社区分享“放大招式”，冰河带您手持Java线程池10分钟，yyds，赶快收藏吧，作者：冰 河。Java线程池的核心原理

　　看过Java线程池源代码的朋友都知道，Java线程池的核心类别是ThreadPolexecutor，而ThreadPolexecutor类别的核心结构方法是具有7个参数的结构方法，如下所示。 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)

　　各参数的含义如下所示。 corePoolSize：常驻核心线程数在线程池中。 maximumPoolSize：线程池可容纳同时执行的最大线程数，大于或等于1。 keepAliveTime：多余的空闲线程存活时间，当空间时间达到keepalivetime值时，多余的线程会被销毁，直到只剩下corepolsize一个线程。 unit：keepalivetime单位。 workQueue：提交但尚未执行的任务队列。 threadFactory：线程工厂表示生成线程池中的工作线程，用户可以创建新的线程，通常可以默认使用。 handler：拒绝策略意味着当线程队列满，工作线程大于等于线程池的最大显示数时(maxnumPoolSize)如何拒绝要求执行的runnable策略?

　　而Java的线程池是通过生产者-消费者模式实现的，线程池的用户是生产者，而线程池本身就是消费者。

　　Java线程池的核心工作流程如下图所示。

手拉Java线程池

　　我们手动实现的线程池比Java自己的线程池简单得多。我们删除了各种复杂的处理方法，只保留了核心原理：线程池用户将任务添加到任务队列中，而线程池本身从任务队列中消耗任务并执行任务。

　　只要我们理解了这个核心原理，下一个代码就会简单得多。在实现这个简单的线程池时，我们可以拆卸整个实现过程。拆卸后的实现过程是：定义核心字段，创建内部WorkThread、创建ThreadPool类的结构方法和执行任务的方法。

定义核心字段

　　首先，我们创建了一个名为ThreadPol的Java类别，并在此类别中定义了以下核心字段。 DEFAULT_WORKQUEUE_SIZE：静态常量表示默认阻塞队列的大小。 workQueue：模拟实际的线程池使用阻塞队列来实现生产者-消费者模式。 workThreads：List集合保存线程池内的工作线程用于模拟实际线程池。

　　核心代码如下所示。 ///默认阻塞队列大小的privatete static final int DEFAULT_WORKQUEUE_SIZE = 5;///模拟实际线程池使用阻塞队列来实现生产者-消费者模式privatete BlockingQueue workQueue;///模拟实际线程池使用List集合保存线程池内的工作线程private List workThreads = new ArrayList(); 创建内部WordThread

　　在ThreadPol类中创建内部WorkThread，模拟线程池中的工作线程。主要功能是消耗workQue中的任务并执行任务。由于工作线程需要从workQue中不断获取任务，因此在这里使用while(true)循环不断尝试消费队列中的任务。

　　核心代码如下所示。 ///内部WorkThread，模拟线程池中的工作线程///主要作用是消耗workQueue中的任务，执行///因为工作线程需要不断从workQueue中获取任务，使用while(true)循环不断尝试消费队列中的任务class WorkThread extends Thread{ @Override public void run() { ////不断循环获取队列中的任务 while (true){ //当没有任务时，会阻塞 try { Runnable workTask = workQueue.take(); workTask.run(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }} 创建ThreadPol类的构造方法

　　在这里，我们为ThreadPool创建了两种结构方法，一种是导入线程池的容量大小，另一种是导入线程池的容量大小。

　　核心代码如下所示。 ////将线程池的大小和阻塞队列publicc传入ThreadPol的结构方法 ThreadPool(int poolSize, BlockingQueue workQueue){ this.workQueue = workQueue; ///创建polsize工作线程，并将其添加到workthreads集合中 IntStream.range(0, poolSize).forEach((i) -> { WorkThread workThread = new WorkThread(); workThread.start(); workThreads.add(workThread); });}////在ThreadPol的结构方法中输入线程池的大小public ThreadPool(int poolSize){ this(poolSize, new LinkedBlockingQueue<>(DEFAULT_WORKQUEUE_SIZE));} 创建执行任务的方法

　　execute()在ThreadPol类中创建执行任务的方法，execute()方法的实现相对简单，即将方法接收到的Runnable任务添加到workQueue队列中。

　　核心代码如下所示。 //通过线程池执行任务public void execute(Runnable task){ try { workQueue.put(task); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }} 完整源码

　　在这里，我们给出手动实现的ThreadPol线程池的完整源代码，如下所示。 package io.binghe.thread.pool;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;import java.util.stream.IntStream;/** * @author binghe * @version 1.0.0 * @description 自定义线程池 */public class ThreadPool { ///默认情况下阻塞队列的大小 private static final int DEFAULT_WORKQUEUE_SIZE = 5; ///模拟实际线程池使用阻塞队列来实现生产者-消费者模式 private BlockingQueue workQueue; ///模拟实际线程池使用List集合保存线程池内的工作线程 private List workThreads = new ArrayList(); ////将线程池的大小和阻塞队列引入ThreadPol的结构方法 public ThreadPool(int poolSize, BlockingQueue workQueue){ this.workQueue = workQueue; ///创建polsize工作线程，并将其添加到workthreads集合中 IntStream.range(0, poolSize).forEach((i) -> { WorkThread workThread = new WorkThread(); workThread.start(); workThreads.add(workThread); }); } ////将线程池的大小传入ThreadPol的结构方法 public ThreadPool(int poolSize){ this(poolSize, new LinkedBlockingQueue<>(DEFAULT_WORKQUEUE_SIZE)); } ///通过线程池执行任务 public void execute(Runnable task){ try { workQueue.put(task); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } ///内部WorkThread，模拟线程池中的工作线程 ///主要作用是消耗workQueue中的任务，执行任务 ///由于工作线程需要从workQueue中不断获取任务，使用while(true)循环不断尝试消费队列中的任务 class WorkThread extends Thread{ @Override public void run() { ////不断循环获取队列中的任务 while (true){ //当没有任务时，会阻塞 try { Runnable workTask = workQueue.take(); workTask.run(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }}

　　是的，我们只用了几十行Java代码就实现了极简版的Java线程池。是的，这个极简版的Java线程池代码反映了Java线程池的核心原理。

　　接下来，我们将测试这个极简版的Java线程池。编制测试程序

　　测试程序也比较简单，即通过在main()方法中调用ThreadPol类的结构方法，将其传输到线程池的大小，创建ThreadPol类的实例，然后循环10次调用ThreadPol类的execute()方法，向线程池提交的任务是打印当前线程的名称--->> Hello ThreadPool。

　　整体测试代码如下所示。 package io.binghe.thread.pool.test;import io.binghe.thread.pool.ThreadPool;import java.util.stream.IntStream;/** * @author binghe * @version 1.0.0 * @description 测试自定义线程池 */public class ThreadPoolTest { public static void main(String[] args){ ThreadPool threadPool = new ThreadPool(10); IntStream.range(0, 10).forEach((i) -> { threadPool.execute(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->> Hello ThreadPool"); }); }); }}

　　接下来，运行ThreadPoltestmain()方法，输出以下信息。 Thread-0--->> Hello ThreadPoolThread-9--->> Hello ThreadPoolThread-5--->> Hello ThreadPoolThread-8--->> Hello ThreadPoolThread-4--->> Hello ThreadPoolThread-1--->> Hello ThreadPoolThread-2--->> Hello ThreadPoolThread-5--->> Hello ThreadPoolThread-9--->> Hello ThreadPoolThread-0--->> Hello ThreadPool

　　到目前为止，我们已经开发了自定义的Java线程池。总结

　　事实上，线程池的核心原理并不复杂。只要我们耐心分析，深入了解线程池的核心本质，你就会发现线程池的设计是如此优雅。我希望通过这个手写线程池的小例子，你能更好地理解线程池的核心原理。

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