深入了解Java语言线程池-优快云博客

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在Java编程世界里，线程池是一项极为重要的技术。它就像是一个繁忙的工厂车间，高效地管理着众多工人（线程），确保各项生产任务（程序任务）顺利完成。那Java线程池到底是什么，又是如何运作的呢？让我们一探究竟。

线程池的核心概念

线程池主要由几个关键部分构成：

线程池管理器（ThreadPoolExecutor）：它就如同工厂的车间主管，负责线程池的创建、管理和维护。任务的提交、调度以及执行，都在它的统筹安排之下。
工作线程（Worker）：这些线程是实际执行任务的“工人”，它们时刻待命，一旦有任务分配，就会立即投入工作。
任务队列（BlockingQueue）：这是一个存放待执行任务的“仓库”。当工作线程空闲时，便会从这个“仓库”中取出任务进行处理。
任务（Runnable或Callable）：它们代表着具体要执行的任务，是实现了Runnable接口或Callable接口的类的实例，就像是工厂里不同类型的生产订单。

线程池的工作流程

线程池的工作过程就像一场有条不紊的生产线运作：

提交任务：这相当于客户下达生产订单，用户把任务提交给线程池。
线程池判断：
- 如果线程池中的线程数量小于核心线程数（corePoolSize），就好比车间里工人数量不足，此时会立刻招聘新的“工人”（创建新线程）来执行任务。
- 若线程数量大于等于核心线程数，任务就会被放入任务队列，如同订单先存放在仓库等待处理。
- 当任务队列已满，且线程数量小于最大线程数（maximumPoolSize），则会再次招聘新“工人”来执行任务。
- 要是任务队列已满，且线程数量大于等于最大线程数，这时就需要按照线程池的拒绝策略来处理新任务了，就像工厂订单太多无法处理时，要决定如何应对新订单。
执行任务：工作线程从任务队列中取出任务并执行，就像工人从仓库中领取订单进行生产。
线程回收：当工作线程空闲时间超过一定时间（keepAliveTime），且线程池中的线程数量大于核心线程数时，多余的“工人”就会被辞退（线程回收），以节省资源。

线程池的原理结构代码示例

下面是一个简单的Java线程池使用示例，帮助大家更好地理解：

import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个固定大小的线程池，核心线程数和最大线程数都为3
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
                3, // 核心线程数
                3, // 最大线程数
                0L, TimeUnit.MILLISECONDS, // 线程空闲时间
                new LinkedBlockingQueue<Runnable>() // 任务队列
        );

        // 提交5个任务给线程池
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            final int taskId = i;
            executorService.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("Task " + taskId + " is running on thread " + Thread.currentThread().getName());
                    try {
                        // 模拟任务执行时间
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("Task " + taskId + " is completed.");
                }
            });
        }

        // 关闭线程池
        executorService.shutdown();
    }
}

代码解释

创建线程池：使用ThreadPoolExecutor类创建一个固定大小的线程池，核心线程数和最大线程数都为3，线程空闲时间为0毫秒，任务队列为LinkedBlockingQueue，就像组建了一个有固定工人数量的车间。
提交任务：用executorService.submit()方法提交5个任务给线程池，如同下达了5个生产订单。
执行任务：线程池中的工作线程从任务队列中取出任务并执行，就像工人开始生产订单。
关闭线程池：通过executorService.shutdown()方法关闭线程池，不再接受新任务，但会继续完成已提交的任务，好比车间不再接收新订单，但会完成已有的订单。