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【JavaEE初阶】深入理解线程池的概念以及Java标准库提供的方法参数分析
2024-10-10 15:00:08基础资料围观85次
前言
🌟🌟本期讲解关于MySQL索引事务，希望能帮到屏幕前的你。
🌈上期博客在这里：【JavaEE初阶】多线程案列之定时器的使用和内部原码模拟-CSDN博客
🌈感兴趣的小伙伴看一看小编主页：GGBondlctrl-CSDN博客
目录
1.corePoolSize与maximumPoolSize
📚️1.引言
Hello!!!家人们，国庆是否过得快乐呢？？本期小编将讲解关于多线程中比较重要的一个概念，即线程池的概念，以及工厂模式在线程池中的使用，准备好了吗~~~🥳🥳🥳；
且听小编进行讲解，包你学会！！！
📚️2.线程池的基本认知
2.1线程池的概念
线程池是一组预先创建好的线程集合，这些线程处于等待分配任务的状态。当有任务需要执行时，无需创建新线程，而是从线程池中获取一个空闲线程来执行任务。任务完成后，线程不会被销毁，而是返回线程池继续等待下一个任务。
通俗总结：
1.线程池就是一个存储线程的地方，用使用时就从这里取空闲的线程
2.使用过后，线程放回线程池，不被销毁，等待下一个任务
2.2 线程池的引入
最开始，引入了进程，解决了并发编程的问题，但是由于频繁的创建销毁进程，造成了成本消耗提高，此时就引入了线程；
此时又因为线程的频繁创建和开销，所造成的成本消耗是不可以忽视的（抛开剂量谈毒性，都是耍流氓），那么就有以下两种办法
1.引入协程
这里的协程也叫做纤程，即轻量化线程；
本质：协程的本质就是通过用户态代码进行控制的，不是通过内核中的调度器进行调度的；
在用户态代码中协程是通过线程进行封装的可能是N个协程对应一个线程，还有可能是N个协程对应M个线程，一个代码中可以创建很多的协程，但是不能创建很多的线程~~~
2.引入线程池
由于其线程池的概念，可以知道，线程池降低了线程频繁创建销毁的成本消耗，所以就引入了线程池；
为啥线程池取线程比系统中申请线程更高效呢？？？
假如我们在银行中要进行打印某个证件，我们可以自己去打印或者喊工作人员进行帮助，如下图；
那么此时如果银行人员进行帮助，就会消失在我们的视野，我们不知道 他去干嘛了，此时就是不可控制的，那么对应的效率就比较低；但是当我们自己去打印，就是我们可以控制的，效率高
注意：
从线程池里取线程，是纯用户态的代码（可以控制，效率更高）
通过系统申请线程，是内核态（不可控制，效率更低）
2.3标准库中的线程池
在Java标准库中提供了，关于线程池的构造方法即ThreadPoolExecutor，那么这个方法在Java文档中有很多的参数，小编将一一解释；
1.corePoolSize与maximumPoolSize
corePoolSize：即核心线程数，一个线程池里，最少得有多少个任务；
maximumPoolSize：即最大线程数，一个线程池里，最多有多少个线程；
在标准库提供的线程数目不是一成不变的，这是根据当前的任务的多少来决定的，任务少线程少，任务多线程多，这是一个自适应的过程；
2.keepAliveTime和TimeUnit
这两个是联合进行是使用的，即线程在线程池中空闲状态下能存活多久前面表示数字，后面表示的是时间单位（h,ms,s...）
即线程超过空闲时间后，机会进行销毁，再次使用时再创建一个新的线程；
3.BlockingQueue<Runnable>
这里用runnable作为描述任务的主体，和定时器哪里的是类似的；
4.ThreadFactory
即工厂模式，是一种常见的设计模式，通过专门的工厂类来进行对象的创建，这里就是通过工厂类创建线程对象
这个类提供了方法封装了newThread，给Thread设置了一些属性
5. RejectedExecutionHandler
即拒绝策略，当任务太多，此时线程池有阻塞队列，容纳的任务已经上限了，此时就要进行一些操作，再Java文档中有以下几个策略；
1.第一种
解释：即抛出异常，旧的任务和新的任务都不执行了；
2.第二种
解释：新的任务由引进任务的线程进行执行，线程池不执行这个任务，继续做自己的任务
3.第三种
解释：即线程池舍去一个最老的任务，添加新的任务进行执行
4.第四种
解释：不管这个任务，线程池继续做自己的任务
📚️3.线程池的基本使用
有上述的线程池的介绍中，我们知道ThreadPoolExecutor是非常复杂，参数是比较多多，所以在Java标准库中还有介绍了一种简单的版本
即Executor工厂类，通过这个类创建线程对象，内部已经对 ThreadPoolExecutor 进行了参数的设置，
3.1Executor的使用
创建对象，代码如下：
ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(4);在此时Executors点出来的方法不止一个，如下图：
具体代码的使用：
1.实现Fix表示方法的使用，即规定线程池的线程数量
代码如下：
ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(3);
service.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("工厂类创建的线程池对象");
}
});这里就是表示的是规定的线程数量为3个，submit进行任务的添加；
2.规定时间进行任务的执行
代码如下：
ScheduledExecutorService service1=Executors.newScheduledThreadPool(1);
service1.schedule(()->{
System.out.println("111");
},3,TimeUnit.SECONDS);
service1.shutdown();这里的1表示的是核心线程数目，这里通过schedule来添加定时执行的任务，3表示数字SECONDS表示的是秒，即三秒后再执行；
3.2线程池中线程数量
这里设计线程池规定的线程数量的时候，是要根据具体的代码来进行分析的；
CPU密集型任务：即线程大部分的时间都在CPU上进行计算；
IO密集型任务：即任务大部分时间都在等待IO不用去CPU上进行计算；
那么此时：如果是所有任务都是CPU密集型任务，那么此时线程数目就不能超过CPU逻辑核心数；反之如全都是IO密集型任务，此时线程数目就可以远远大于逻辑核心数目；（极端的情况下）
解决:尝试给线程池设定不同的线程数目，观察线程时间开销和系统资源占用开销的占比，来找到合适的值； （线程数目增加，时间开销下降，系统资源占用增加，反之则反）
3.3线程池的实现
这里就是四部走的过程：
1.提供构造方法，指定线程数目
2.在构造方法中创建并启动线程
3.阻塞队列的持有的要执行任务
4.submit方法提供执行任务
1.构造阻塞队列
代码如下：
BlockingQueue<Runnable> queue=new ArrayBlockingQueue(100);这里的runnable就是任务执行的主体
2.构造方法
代码如下：
public MyThreadPoolExecutor(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) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
});
t.start();
}
}解释：这里的n代表包含的线程数目，在外部循环是在线程创建的时候执行，while循环是为了保证线程不断对阻塞队列进行扫描，执行任务，如果为空那么此时就发生阻塞；
3.submit方法
代码如下：
public void submit(Runnable runnable) throws InterruptedException {
queue.put(runnable);
}解释：通过这个方法进行任务的输入，与主函数对应
4.主函数
代码如下：
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyThreadPoolExecutor myThreadPoolExecutor=new MyThreadPoolExecutor(4);
for (int i = 1; i <100 ; i++) {
int n=i;
myThreadPoolExecutor.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("这是线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行第"+n+"个任务");
}
});
}
}解释：实例化对象后，通过for循环持续进行任务的输入，这里的n是为了防止变量捕获，实现日志的打印；这种方法的执行，小编在上期的定时器的写法类似哦；
5.输出
图片演示如下：
可以看到这里的执行过程不是严格的升序执行的，所以这里即存在任务的抢占；（这里小编只是截取了一部分输出案列）
📚️4.总结
💬💬本期小编主要讲解了关于线程池的基本概念认知，为啥引入线程池，并且线程池中拒绝策略是什么，以及我们如何实现线程池的模拟，也提供了代码供各位uu进行参考~~~；
在线程池的模拟中小编的代码上传Gitee了：GGBondlctrl/Thread (gitee.com)
🌅🌅🌅~~~~最后希望与诸君共勉，共同进步！！！
💪💪💪以上就是本期内容了， 感兴趣的话，就关注小编吧。
😊😊 期待你的关注~~~
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