线程池Java并发编程

为什么要用线程池？

大家可能会问，为什么要用线程池？直接用new Thread()来创建线程不是也可以吗？

是的，直接创建线程也可以解决并发问题，但如果任务数量很大，每次创建新线程会消耗系统资源，而且线程的创建和销毁是相对昂贵的操作。频繁地创建和销毁线程会降低系统性能。而线程池可以解决这些问题，通过复用线程资源减少开销，还能对线程进行统一管理，控制并发数量。

线程池的基本原理

线程池的工作原理其实并不复杂，它主要通过以下几个核心组件来实现：

• 任务队列（Blocking Queue）：存放待执行的任务。
• 工作线程（Worker Thread）：线程池中的线程从任务队列中取出任务并执行。
• 线程池管理器：负责管理线程的生命周期，比如创建线程、复用线程、回收线程等。

线程池接收到任务后，会将任务存放在任务队列中，空闲的工作线程会从任务队列中获取任务并执行，如果当前线程数量不足，它还会根据配置创建新的线程来处理任务。

接下来，让我们用Java实现一个简单的线程池吧！

设计思路

我们需要实现一个自定义的线程池，并具备以下几个功能：

1. 任务提交：可以向线程池提交任务。
2. 线程复用：线程池能够复用已创建的线程。
3. 任务排队：任务过多时，线程池能将任务排队，等待空闲线程执行。
4. 核心线程数：线程池可以限制线程的最大数量。
5. 任务拒绝策略：当线程池无法处理更多任务时，采取适当的策略。

开始编码

我们从最基本的功能入手，首先实现线程池的核心部分。

线程池接口定义

我们先定义一个简单的线程池接口：

核心线程池实现

接着我们实现线程池的基本功能。

线程池测试

让我们通过一个简单的例子测试一下这个线程池的效果

执行上面的代码，你会看到线程池中的3个线程在轮流处理提交的任务。

进一步优化

上面的实现虽然简单，但是它缺少一些重要的特性，比如：

• 任务拒绝策略：当线程池满时，我们应该提供一种策略来处理新任务，比如拒绝任务或抛出异常。
• 动态扩展：可以根据任务量动态调整线程池的大小。
• 超时机制：当任务执行时间过长时，可以设置超时机制来避免线程一直被占用。

这些特性可以通过Java的ExecutorService接口和ThreadPoolExecutor类来实现。如果你有兴趣，可以参考Java的并发包java.util.concurrent，深入研究Java内置的线程池实现。