Java 线程池

时间:2022-05-28 摸鱼打酱油人气:0

Java手写线程池（第一代）

经常使用线程池，故今天突发奇想，手写一个线程池，会有很多不足，请多多宽容。因为这也是第一代的版本，后续会更完善。

手写线程池-定义参数

	private final AtomicInteger taskcount=new AtomicInteger(0);
    private final AtomicInteger threadNumber=new AtomicInteger(0);
    private volatile int corePoolSize; 
    private final Set<MyThreadPoolExecutor.MyWorker> workers; 
    private final BlockingQueue<Runnable> waitingQueue; 
    private final String THREADPOOL_NAME="MyThread-Pool-";
    private volatile boolean isRunning=true; 
    private volatile boolean STOPNOW=false; 
    private final ThreadFactory threadFactory;

taskcount：执行任务次数
threadNumber：线程编号，从0开始依次递增。
corePoolSize：核心线程数
workers：工作线程
waitingQueue：等待队列
THREADPOOL_NAME：线程名称
isRunning：是否运行
STOPNOW：是否立刻停止
threadFactory：线程工厂

手写线程池-构造器

    public MyThreadPoolExecutor(int corePoolSize, BlockingQueue<Runnable> waitingQueue,ThreadFactory threadFactory) {
        this.corePoolSize=corePoolSize;
        this.workers=new HashSet<>(corePoolSize);
        this.waitingQueue=waitingQueue;
        this.threadFactory=threadFactory;
        //线程预热
        for (int i = 0; i < corePoolSize; i++) {
            new MyWorker();
        }
    }

该构造器作用：

1：对参数进行赋值。

2：线程预热。根据corePoolSize的大小来调用MyWorker的构造器。我们可以看看MyWorker构造器做了什么。

	final Thread thread; //为每个MyWorker

        MyWorker(){
            Thread td = threadFactory.newThread(this);
            td.setName(THREADPOOL_NAME+threadNumber.getAndIncrement());
            this.thread=td;
            this.thread.start();
            workers.add(this);
        }

MyWorker构造器通过线程工厂对当前对象生成Thread；
并设置线程名为：MyThread-Pool-自增线程编号；
然后调用线程的start方法启动线程；
最后存放在workers这个Set集合中，这样就可以实现线程复用了。

手写线程池-默认构造器

	public MyThreadPoolExecutor(){
        this(5,new ArrayBlockingQueue<>(10), Executors.defaultThreadFactory());
    }

默认构造器的赋初始值：
corePoolSize：5
waitingQueue：new ArrayBlockingQueue<>(10)，长度为10的有限阻塞队列
threadFactory：Executors.defaultThreadFactory()

手写线程池-execute方法

	public boolean execute(Runnable runnable)
    {
        return waitingQueue.offer(runnable);
    }

本质上其实就是把Runnable（任务）放到waitingQueue中。

手写线程池-处理任务

	   @Override
        public void run() {
            //循环接收任务
                while (true)
                {
                    if((!isRunning&&waitingQueue.size()==0)||STOPNOW)
                    {
                        break;
                    }else {
                        Runnable runnable = waitingQueue.poll();
                        if(runnable!=null){
                            runnable.run();
                            System.out.println("task==>"+taskcount.incrementAndGet());
                        }
                    }
                }
        }

本质上就是一个死循环接收任务，退出条件如下：

优雅的退出。当isRunning为false并且waitingQueue的队列大小为0（也就是无任务了）
暴力退出。当STOPNOW为true，则说明调用了shutdownNow方法
else语句块会不断取任务，当任务！=null时则调用run方法处理任务

手写线程池-优雅关闭线程池

	public void shutdown()
    {
        this.isRunning=false;
    }

手写线程池-暴力关闭线程池

	public void shutdownNow()
    {
        this.STOPNOW=true;
    }

手写线程池-源代码

手写线程池类的源代码

package com.springframework.concurrent;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 线程池类
 * @author 游政杰
 */
public class MyThreadPoolExecutor {

    private final AtomicInteger taskcount=new AtomicInteger(0);//执行任务次数
    private final AtomicInteger threadNumber=new AtomicInteger(0); //线程编号
    private volatile int corePoolSize; //核心线程数
    private final Set<MyThreadPoolExecutor.MyWorker> workers; //工作线程
    private final BlockingQueue<Runnable> waitingQueue; //等待队列
    private final String THREADPOOL_NAME="MyThread-Pool-";//线程名称
    private volatile boolean isRunning=true; //是否运行
    private volatile boolean STOPNOW=false; //是否立刻停止
    private final ThreadFactory threadFactory; //线程工厂

    public MyThreadPoolExecutor(){
        this(5,new ArrayBlockingQueue<>(10), Executors.defaultThreadFactory());
    }

    public MyThreadPoolExecutor(int corePoolSize, BlockingQueue<Runnable> waitingQueue,ThreadFactory threadFactory) {
        this.corePoolSize=corePoolSize;
        this.workers=new HashSet<>(corePoolSize);
        this.waitingQueue=waitingQueue;
        this.threadFactory=threadFactory;
        //线程预热
        for (int i = 0; i < corePoolSize; i++) {
            new MyWorker();
        }
    }

    /**
     * MyWorker就是我们每一个线程对象
     */
    private final class MyWorker implements Runnable{

        final Thread thread; //为每个MyWorker

        MyWorker(){
            Thread td = threadFactory.newThread(this);
            td.setName(THREADPOOL_NAME+threadNumber.getAndIncrement());
            this.thread=td;
            this.thread.start();
            workers.add(this);
        }

        @Override
        public void run() {
            //循环接收任务
                while (true)
                {
                    //循环退出条件：
                    //1：当isRunning为false并且waitingQueue的队列大小为0（也就是无任务了），会优雅的退出。
                    //2：当STOPNOW为true，则说明调用了shutdownNow方法进行暴力退出。
                    if((!isRunning&&waitingQueue.size()==0)||STOPNOW)
                    {
                        break;
                    }else {
                        //不断取任务，当任务！=null时则调用run方法处理任务
                        Runnable runnable = waitingQueue.poll();
                        if(runnable!=null){
                            runnable.run();
                            System.out.println("task==>"+taskcount.incrementAndGet());
                        }
                    }
                }
        }
    }

    public boolean execute(Runnable runnable)
    {
        return waitingQueue.offer(runnable);
    }
    //优雅的关闭
    public void shutdown()
    {
        this.isRunning=false;
    }
    //暴力关闭
    public void shutdownNow()
    {
        this.STOPNOW=true;
    }
}

测试使用手写线程池代码

package com.springframework.test;

import com.springframework.concurrent.MyThreadPoolExecutor;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolTest {

  public static void main(String[] args) {

    
      MyThreadPoolExecutor myThreadPoolExecutor = new MyThreadPoolExecutor
              (5,new ArrayBlockingQueue<>(6), Executors.defaultThreadFactory());

      for(int i=0;i<10;i++){

          int finalI = i;
          myThreadPoolExecutor.execute(()->{
              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+">>>>"+ finalI);
          });

      }

      myThreadPoolExecutor.shutdown();

//      myThreadPoolExecutor.shutdownNow();



  }
}

问题

为什么自定义线程池的execute执行的任务有时会变少？

那是因为waitingQueue满了放不下任务了，导致任务被丢弃，相当于DiscardPolicy拒绝策略

解决办法有：

1：设置最大线程数，自动对线程池扩容。

2：调大waitingQueue的容量capacity

最后：因为这是我手写的线程池的初代版本，基本实现线程池的复用功能，然而还有很多未完善，将来会多出几篇完善后的文章，对目前手写的线程池进行升级。

后续还会继续出关于作者手写Spring框架，手写Tomcat等等框架的博文！！！！！

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