JavaEE线程安全的线程池实现

线程池通过减少频繁的线程创建和销毁,提高应用程序效率。本文介绍了JavaEE中线程池的工作原理,重点讲解了ThreadPoolExecutor的构造参数,如核心线程数、最大线程数、存活时间等,并探讨了线程池大小的优化策略,以找到程序性能与CPU占用的平衡点。

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线程虽然比进程更轻量,但是如果创建销毁的频率进一步增加,开销还是很大
解决方案:线程池or协程

线程池:把线程提前创建好放到池子里,后续用到线程直接从池子里取不必这边申请了。线程用完了也不是还给系统而是放回池子,以备下次再用。

为什么线程放在池子里就比从系统申请释放来得更快呢?
在这里插入图片描述

用户写的代码就是在最上面的应用程序来运行,这里的代码都称为“用户态”运行的代码,有些代码需要调用API进一步的逻辑就会在内核中执行。在内核中执行的代码称为“内核态”运行的代码。创建线程是在内核中创建PCB加到链表里,本身就需要内核的支持,调用Thread.start也是要在内核态上运行的。而创建好的线程放进池子里是用户态实现的,这个放进池里/从池子里取过程不涉及内核态,就是用户代码就能完成。一般认为纯用户态的操作效率要比内核态处理的操作效率更高。

java标准库中的线程池:

ThreadPoolExecutor需要java.util.concurrent包,Java中很多线程相关的组件都在concurrent包里

线程池构造方法:

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

线程池参数解析:

int corePoolSize 核心线程数(正式员工的数量)
int maximumPoolSize 最大线程数(正式员工+临时员工)
long keepAliveTime 允许临时工摸鱼的时间
TimeUnit unit 时间的单位(s,ms,us…)
BlockingQueue<Runnable workQueue 任务队列(线程池会提供一个submit方法让程序员把任务注册到线程池中,加到这个任务队列中)
ThreadFactory threadFactory 线程工厂(线程是怎么创建出来的)
RejectedExecutionHandler handler 拒绝策略
(当任务满了怎么做?1.直接忽略最新的任务 2.阻塞等待 3.直接丢弃最老的任务 …)

一个程序要并发的/多线程的来完成一些任务,如果使用线程池的话这里线程数量多少合适?

通过测试性能找到合适的值,例如,写一个服务器程序通过线程池,多线程处理用户请求就可以对这个服务器性能经行测试。比如每秒发送500/1000/2000的请求…
根据不同线程池的线程数来观察程序处理任务的速度和程序持有的CPU的占用率。当线程数量多了整体速度是会变快但是CPU占用率也会高,当线程数少了整体速度会变慢但是Cpu占用率也会下降。
需要找到一个让程序速度能接受并且CPU占用也合理的平衡点,不同类型的程序单个任务在CPU上计算时间和阻塞时间的分布是不相同的,因此不是一个确定的数字。

简化版的线程池

Executors本质是针对ThreadPoolExecutor进行了封装提供了一些默认参数。

public class 线程池 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 创建一个固定线程数目的线程池. 参数指定了线程个数
        
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