JUC-05-池化技术与线程池

本文介绍了线程池的基本概念和技术细节,包括线程池的三大构造方法、七大参数及四种拒绝策略。通过实例演示了如何创建不同类型的线程池,并讨论了线程池在优化资源消耗、提高响应速度等方面的优势。

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线程池

线程池:三大方法,七大参数,四种拒绝策略

池化技术:事先准备好一些资源,有人要用,就来这里拿,用完之后还给。

程序的运行,本质:占用系统的资源!优化资源的使用!=>池化技术

线程池的好处

1、降低资源的消耗
2、提高响应的速度
3、方便管理

线程复用,可以控制最大并发数,管理线程

线程三大方法

package com.bjw.pool;

import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

// Executors
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor(); //单个线程
        //ExecutorService threadPool2 = Executors.newFixedThreadPool(5); //创建一个固定的线程池的大小
        ExecutorService threadPool3 = Executors.newCachedThreadPool(); //可伸缩的,遇强则强,遇弱则弱


        try {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                //使用了线程池之后,使用线程池来创建线程
                threadPool3.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 线程池用完,程序结束,关闭线程池
            threadPool3.shutdown();
        }
    }
}

七大参数

 public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
    }
    
 public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    }
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }
 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,	//核心线程池大小
                              int maximumPoolSize,	//最大核心线程池大小
                              long keepAliveTime,	//超时了没有人调用就会释放
                              TimeUnit unit,	//超时单位
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,	//阻塞队列
                              ThreadFactory threadFactory,	//线程工厂,创建线程的,一般不用动
                              RejectedExecutionHandler handler) //拒绝策略{
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

在这里插入图片描述

四种拒绝策略

package com.bjw.pool;

import java.util.concurrent.*;

// Executors
/*
* ThreadPoolExecutor.AbortPolicy():RejectedExecutionException 银行满了,还有人进来,不处理这个人,抛出异常
* ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();//哪来的去哪里
* ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy();//队列满了,丢掉任务,不抛出异常
* ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy();//队列满了,尝试和最早的竞争,也不会抛出异常
* */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        /*ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor(); //单个线程
        ExecutorService threadPool2 = Executors.newFixedThreadPool(5); //创建一个固定的线程池的大小
        ExecutorService threadPool3 = Executors.newCachedThreadPool(); //可伸缩的,遇强则强,遇弱则弱*/
        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                5,
                3,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
        );

        try {
            //最大承载:Deque + max
            for (int i = 1; i <= 9; i++) {
                //使用了线程池之后,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 {
            // 线程池用完,程序结束,关闭线程池
            threadPool.shutdown();
        }
    }
}

小结

了解:IO密集型,CPU密集型(调优)

 /*
        * 最大线程应该如何定义
        * 1、CPU密集型,几核就是几,可以保证cpu的效率最高
        * 2、IO密集型,判断程序中十分耗IO的线程
        * */
        //获取cup的核数
        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
### JUC-II中变址寻址的微指令实现细节 #### 1. 变址寻址的基本概念 变址寻址是一种通过基址寄存器偏移量相加生成有效地址的寻址方式。其核心思想是将指令中的偏移量字段指定的基址寄存器内容相加,从而计算出目标地址[^1]。在JUC-II模型机中,这种寻址方式常用于数组访问和间接跳转等场景。 #### 2. 微指令的设计原则 微指令是控制计算机硬件执行具体操作的最小单位。在JUC-II模型机中,微指令需要明确描述每一步的操作,包括数据路径的选择、算术逻辑单元(ALU)的操作以及存储器的访问等[^2]。对于变址寻址,微指令设计需满足以下要求: - 提取指令中的偏移量。 - 获取基址寄存器的内容。 - 执行加法操作以生成有效地址。 - 使用有效地址访问内存或寄存器。 #### 3. 微指令的具体实现 以下是针对JUC-II模型机中变址寻址的微指令实现细节: ##### (1) 提取偏移量 从当前指令中提取偏移量字段,并将其存储到临时寄存器中。假设偏移量位于指令的低16位,则微指令可以表示为: ```plaintext MicroOp1: TempReg ← Instruction[15:0] ``` ##### (2) 获取基址寄存器内容 读取指定基址寄存器的内容,并将其加载到另一个临时寄存器中。例如,如果基址寄存器为`Rb`,则微指令为: ```plaintext MicroOp2: BaseRegContent ← Rb ``` ##### (3) 计算有效地址 将偏移量基址寄存器内容相加,生成有效地址。此操作通常由ALU完成: ```plaintext MicroOp3: EffectiveAddress ← BaseRegContent + TempReg ``` ##### (4) 访问目标地址 使用计算出的有效地址访问内存或寄存器。例如,如果目标是内存单元,则微指令为: ```plaintext MicroOp4: Data ← Memory[EffectiveAddress] ``` #### 4. 微指令的编码形式 微指令的编码形式决定了其在硬件中的实现方式。在JUC-II模型机中,微指令通常采用水平型或垂直型编码[^2]。以下是水平型微指令的一个示例: ```plaintext | 控制信号 | 数据路径选择 | ALU操作 | 存储器访问 | |----------|--------------|---------|------------| | 1 | Src1: BaseRegContent, Src2: TempReg | Add | MemRead | ``` 在此示例中,控制信号指定了ALU执行加法操作,并且选择了`BaseRegContent`和`TempReg`作为输入源。同时,还启用了存储器读操作。 #### 5. 实现中的注意事项 - 确保基址寄存器和偏移量的范围符合硬件限制。 - 如果有效地址超出内存范围,应触发异常处理机制。 - 微指令设计需硬件结构紧密配合,确保每一步操作都能正确映射到具体的控制信号。 #### 示例代码 以下是一个基于JUC-II模型机的变址寻址微程序伪代码示例: ```plaintext # 提取偏移量 MicroOp1: TempReg ← Instruction[15:0] # 获取基址寄存器内容 MicroOp2: BaseRegContent ← Rb # 计算有效地址 MicroOp3: EffectiveAddress ← BaseRegContent + TempReg # 访问目标地址 MicroOp4: Data ← Memory[EffectiveAddress] ``` #### 6. 相关理论支持 通过设计控制器的微程序,可以实现JUC-II模型机的指令系统,并加深对计算机结构和工作原理的理解。变址寻址作为其中一种重要的寻址方式,其微程序设计对于理解指令执行过程具有重要意义。 ---
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