線程池技術(shù)及其示例

服務(wù)端沒(méi)接受一次任務(wù)就創(chuàng)建一個(gè)線程,如果成千上萬(wàn)次請(qǐng)求,那么將創(chuàng)建萬(wàn)計(jì)的線程瞳抓,這樣會(huì)導(dǎo)入服務(wù)器頻繁的進(jìn)行線程的切換,增加系統(tǒng)負(fù)擔(dān)绢陌。
線程池技術(shù)能很好的解決這個(gè)問(wèn)題挨下。

  • 消除了頻繁創(chuàng)建和消亡線程的系統(tǒng)資源開(kāi)銷。
  • 面對(duì)過(guò)量任務(wù)的提交能夠平緩的劣化脐湾。

客戶端線程將任務(wù)添加到任務(wù)隊(duì)列jobs后就返回臭笆。工作者線程Worker不斷從任務(wù)隊(duì)列取出任務(wù)進(jìn)行處理,當(dāng)任務(wù)為空的時(shí)候秤掌,工作者線程等待愁铺,一旦有任務(wù)添加到隊(duì)列,工作者線程立馬被激活闻鉴。
ThreadPool.java

package com.threadpooltest;

public interface ThreadPool<Job extends Runnable>{
    //執(zhí)行一個(gè)Job茵乱,這個(gè)job需要實(shí)現(xiàn)runnable
    void execute(Job job);
    //關(guān)閉線程池
    void shutdown();
    //增加工作者線程
    void addWorkers(int num);
    //減少工作者線程
    void removeWorker(int num);
    //得到正在等待執(zhí)行的任務(wù)數(shù)量
    int getJobSize();
}

DefaultThreadPool.java

package com.threadpooltest;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

public class DefaultThreadPool<Job extends Runnable> implements ThreadPool<Job> {
    //線程池最大限制數(shù)
    private static final int MAX_WORKER_NUMBERS = 10;
    //線程池默認(rèn)數(shù)量
    private static final int DEFAULT_WORKER_NUMBER = 5;
    //線程池最小數(shù)量
    private static final int MIN_WORKER_NUMBER = 1;
    //這是一個(gè)工作列表,將會(huì)向里面插入工作
    private final LinkedList<Job> jobs = new LinkedList<Job>();
    //工作者列表
    //Collections.synchronizedList使非同步的集合變成同步的(我理解這樣在多線程對(duì)該集合進(jìn)行操作的時(shí)候就不用手動(dòng)加鎖了)孟岛。
    private final List<Worker> workers = Collections.synchronizedList(new ArrayList<Worker>());
    //工作者線程的數(shù)量
    private int workerNum = DEFAULT_WORKER_NUMBER;
    //線程編號(hào)生成
    private AtomicLong threadNum = new AtomicLong();
    
    public DefaultThreadPool(){
        initializeWorkers(DEFAULT_WORKER_NUMBER);
    }
    public DefaultThreadPool(int num){
        workerNum = num > MAX_WORKER_NUMBERS? MAX_WORKER_NUMBERS : num<MIN_WORKER_NUMBER?MIN_WORKER_NUMBER:num;
        initializeWorkers(workerNum);
    }
    //初始化線程工作者
    private void initializeWorkers(int num){
        for(int i = 0; i<num; i++){
            Worker worker = new Worker();
            workers.add(worker);
            Thread thread = new Thread(worker, "ThreadPool-Worker-" + threadNum.incrementAndGet() );//incrementAndGet原子的方式加一
            thread.start();
        }
    }
    
    @Override
    public void execute(Job job) {
        if(job != null){
            //添加一個(gè)工作瓶竭,然后進(jìn)行通知
            synchronized(jobs){
                jobs.add(job);
                jobs.notifyAll();
            }
        }
    }

    @Override
    public void shutdown() {
        for(Worker worker : workers){
            worker.shutdown();
        }
    }

    @Override
    public void addWorkers(int num) {
        synchronized(jobs){//這個(gè)加鎖有必要用嗎?我覺(jué)得這里不需要渠羞。
            //限制新增的worker數(shù)量不能超過(guò)最大值
            if(num + this.workerNum > MAX_WORKER_NUMBERS){
                num = MAX_WORKER_NUMBERS - this.workerNum;
            }
            initializeWorkers(num);
            this.workerNum += num;
        }
    }

    @Override
    public void removeWorker(int num) {
        synchronized(jobs){
            if(num >= this.workerNum){
                throw new IllegalArgumentException("beyond worknum.");
            }
            //按照給定的數(shù)量停止worker
            int count = 0;
            while(count<num){
                Worker worker = workers.get(count);
                worker.shutdown();
                count++;
            }
            this.workerNum -= num;
        }
    }

    @Override
    public int getJobSize() {
        return jobs.size();
    }
    
    class Worker implements Runnable{
        //是否工作
        private volatile boolean running = true;
        
        public void run() {
            while(running){
                Job job = null;
                synchronized(jobs){
                    //如果工作者列表是空的斤贰,那么久wait
                    while(jobs.isEmpty()){
                        try {
                            jobs.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            //感知到外部對(duì)workerThread的中斷操作,返回
                            Thread.currentThread().interrupt();
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    //取出一個(gè)job
                    job = jobs.removeFirst();
                }
                if(job != null){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "處理一個(gè)job次询。");
                    job.run();
                }
            }
        }
        public void shutdown(){
            running = false;
        }
    }
}

ThreadPoolMain.java

package com.threadpooltest;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class ThreadPoolMain {

    public static void main(String[] args) {
        
        ThreadPool tp = new DefaultThreadPool<Task>();
        int i = 0;
        while(i++ < 7){
            tp.execute(new Task());
        }
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String command = "";
        while(true){
            try {
                System.out.println("請(qǐng)輸入指令:");
                command = br.readLine();
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            if(command.equals("quit")){
                break;
            }else if(command.equals("add")){
                i = 0;
                while(i++ < 7){
                    tp.execute(new Task());
                }
            }else if(command.equals("minus")){
            }else if(command.equals("shutdown")){
                tp.shutdown();
            }
        }
    }
}
class Task implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Task 處理完畢荧恍!");
    }
}
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