JavaEE初阶：深入探究线程池管理与实现

线程池的概念

线程池是一种线程的使用模式，旨在降低线程频繁创建和销毁所带来的资源消耗与代价。

通过创建一定数量的线程，让它们时刻准备就绪等待新任务的到达，任务执行结束后再重新回到线程池中等待。

类比：
想象一家快递店，老板精明地决定使用灵活的办法经营。他不雇佣固定员工，而是每次业务到来时临时招聘同学送快递，然后解雇他们。但很快老板发现了问题：频繁招聘与解雇成本高昂。于是他设定了一个指标，公司业务人员最多扩张到3人，随业务逐步雇人。这类似于线程池的模式，通过复用线程降低了创建与销毁线程的开销。

线程池的优势

• 资源消耗降低： 避免了线程的重复创建与销毁所带来的资源消耗。
• 任务响应速度提升： 无需等待线程的创建，任务可以立即执行。
• 统一管理和监控： 线程池提供了统一分配和管理，便于监控和调优。

提升响应速度的体现

比如去银行取钱，自助取款机与柜台取钱的比喻。使用线程池就像使用自助取款机，任务可以立即执行，而不必等待柜台（线程）空闲。

标准库中的线程池

Java标准库提供了多种线程池创建方式：

• newFixedThreadPool: 创建固定线程数的线程池。
• newCachedThreadPool: 创建线程数动态增长的线程池。
• newSingleThreadExecutor: 创建只包含单个线程的线程池。
• newScheduledThreadPool: 延迟或定期执行任务的线程池。

这些方法返回类型为ExecutorService，可通过submit方法向线程池注册任务。

ThreadPoolExecutor 类

Executors实际上是ThreadPoolExecutor类的封装。ThreadPoolExecutor提供了更多可选参数，可以细化线程池行为。

线程池参数解释

• corePoolSize与maximumPoolSize: 分别代表核心线程数和最大线程数。核心线程数通常保持不变，而最大线程数可根据任务量动态调整。
• keepAliveTime: 非核心线程的空闲时间，超过该时间则被销毁。
• ThreadFactory: 线程工厂，用于创建线程并可自定义线程名。
• workQueue: 任务队列，可选用不同的阻塞队列实现。
• RejectedExecutionHandler: 拒绝策略，处理线程池无法处理的任务。

模拟实现线程池

以下是简单的线程池模拟实现：

<code>import java.util.concurrent.BlockingQueue; import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; public class MyThreadPool { private BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>(); public MyThreadPool(int n) { for (int i = 0; i < n; i++) { Thread t = new Thread(() -> { while (true) { try { Runnable runnable = queue.take(); runnable.run(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); t.start(); } } public void submit(Runnable runnable) { try { queue.put(runnable); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }</code>

多线程初阶总结

• 保证线程安全的思路。
• 对比线程和进程的优缺点。

线程的优点与进程的区别

• 线程相对于进程的优点。
• 进程与线程的区别。

总结

以上便是关于线程池的详细解释和实现，希望能够对您有所帮助。