JavaSE——多线程2：线程池详解

一、线程池介绍

        线程池（Thread Pool）是一种基于多线程处理的服务器架构，它预先创建并维护一组线程，用于处理异步任务或并发请求。线程池的设计目的是减少创建和销毁线程的开销，提高系统的响应速度和吞吐量。

(一)线程池的主要核心原理

1. 创建一个池子，池子中是空的。
2. 提交任务时，池子会创建新的线程对象，任务执行完毕，线程归还给池子。下次再次提交任务时，不需要创建新的线程，直接复用已有的线程即可。
3. 但是如果提交任务时，池子中没有空闲线程，也无法创建新的线程，任务就会排队等待。

二、线程池代码实现

实现步骤：

1. 创建线程池
2. 提交任务
3. 所有的任务全部执行完毕，关闭线程池 

Excutors：线程池的工具类通过调用方法返回不同类型的线程池对象。

public static ExecutorService  newCachedThreadPool();        创建一个没有上限的线程池
public static ExecutorService  newFixedThreadPool(int nThreads);        创建有上限的线程池

(一)创建一个没有上限的线程池

public class MyThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建一个没有上限的线程池
        ExecutorService pool1 = Executors.newCachedThreadPool();
  
        // 提交任务
        pool1.submit(new MyRunnable());
        pool1.submit(new MyRunnable());
        pool1.submit(new MyRunnable());
        pool1.submit(new MyRunnable());
        pool1.submit(new MyRunnable());
        
        // 3.销毁线程池(一般不销毁)
//        pool1.shutdown();
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----" + i);
        }
    }
}

运行结果：提交一个新任务，就创建一个新的线程

(二)创建有上限的线程池

public class MyThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建有上限的线程池
        ExecutorService pool1 = Executors.newFixedThreadPool(3);

        // 提交任务
        pool1.submit(new MyRunnable());
        pool1.submit(new MyRunnable());
        pool1.submit(new MyRunnable());
        pool1.submit(new MyRunnable());
        pool1.submit(new MyRunnable());

        // 3.销毁线程池(一般不销毁)
//        pool1.shutdown();
    }
}
class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----" + i);
        }
    }
}

运行结果：无论提交多少个新任务，只会创建指定线程数

三、自定义线程池——ThreadPoolExecutor

(一)自定义线程池的七个参数

自定义线程池任务拒绝策略

设置核心线程数为3，最大线程数为6，队列长度为3：

        提交3个任务：此时线程池中就会创建3个线程来处理这3个任务；

        提交5个任务：此时线程池中会创建3个线程来处理3个任务，剩余的2个任务就会在任务队列中排队等待，等有了空余的线程，后面2个任务才会被执行；

        提交8个任务：此时线程池中会创建3个线程来处理3个任务，后面3个任务就会在队列中排队等待，线程池创建临时线程处理剩下2个任务；

        因此，创建临时线程的条件：核心线程都在运行，任务队列中已经排满了，才会创建临时线程处理后面的任务。

        任务在执行的时候，并不一定会按照提交的顺序来执行，先提交的任务不一定先执行。

        提交10个任务：此时提交的任务数量已经超过了最大线程数+队列长度。处理方案：线程池中会创建3个线程来处理3个任务，有3个任务在队列中等待，线程池中会创建3个临时线程处理3个任务，剩下1个任务就会触发任务的拒绝策略。

(二)最大并行数

使用代码可以获取当前电脑的最大并行数：

public class MyThreadPoolDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        int count = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        System.out.println(count); // 6
    }
}

线程池的大小：

计算比较多，读取本地文件和连接数据库的操作比较少，使用：

        CPU密集型运算：最大并行数+1

读取本地文件和连接数据库的操作比较多，使用：

        I/O密集型运算：最大并行数 * 期望CPU利用率 * (总时间(CPU计算时间+等待时间) / CPU计算时间)