java多线程--线程池(转)
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java多线程--线程池(转)


1、线程池简介: 多线程技术主要解决处理器单元内多个线程执行的问题,它可以显著减少处理器单元的闲置时间,增加处理器单元的吞吐能力。
假设一个服务器完成一项任务所需时间为:T1 创建线程时间,T2 在线程中执行任务的时间,T3 销毁线程时间。

如果:T1 + T3 远大于 T2,则可以采用线程池,以提高服务器性能。 一个线程池包括以下四个基本组成部分: 1、线程池管理器(ThreadPool):用于创建并管理线程池,包括 创建线程池,销毁线程池,添加新任务; 2、工作线程(PoolWorker):线程池中线程,在没有任务时处于等待状态,可以循环的执行任务; 3、任务接口(Task):每个任务必须实现的接口,以供工作线程调度任务的执行,它主要规定了任务的入口,任务执行完后的收尾工作,任务的执行状态等; 4、任务队列(taskQueue):用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。

线程池类

package a_thread;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * 线程池类,线程管理器:创建线程,执行任务,销毁线程,获取线程基本信息。
 *
 */
public final class ThreadPool {
	// 线程池中默认线程的个数为5
	private static int worker_num = 5;
	// 工作线程
	private WorkThread[] workThrads;
	// 未处理的任务
	private static volatile int finished_task = 0;
	// 任务队列,作为一个缓冲,List线程不安全
	private List<Runnable> taskQueue = new LinkedList<Runnable>();
	private static ThreadPool threadPool;

	// 创建具有默认线程个数的线程池
	private ThreadPool() {
		this(5);
	}

	// 创建线程池,worker_num为线程池中工作线程的个数
	private ThreadPool(int worker_num) {
		ThreadPool.worker_num = worker_num;
		workThrads = new WorkThread[worker_num];
		for (int i = 0; i < worker_num; i++) {
			workThrads[i] = new WorkThread();
			workThrads[i].start();// 开启线程池中的线程
		}
	}

	// 单态模式,获得一个默认线程个数的线程池
	public static ThreadPool getThreadPool() {
		return getThreadPool(ThreadPool.worker_num);
	}

	// 单态模式,获得一个指定线程个数的线程池,worker_num(>0)为线程池中工作线程的个数
	// worker_num<=0创建默认的工作线程个数
	public static ThreadPool getThreadPool(int worker_num1) {
		if (worker_num1 <= 0)
			worker_num1 = ThreadPool.worker_num;
		if (threadPool == null)
			threadPool = new ThreadPool(worker_num1);
		return threadPool;
	}

	// 执行任务,其实只是把任务加入任务队列,什么时候执行有线程池管理器觉定
	public void execute(Runnable task) {
		synchronized (taskQueue) {
			taskQueue.add(task);
			taskQueue.notify();
		}
	}

	// 批量执行任务,其实只是把任务加入任务队列,什么时候执行有线程池管理器觉定
	public void execute(Runnable[] task) {
		synchronized (taskQueue) {
			for (Runnable t : task)
				taskQueue.add(t);
			taskQueue.notify();
		}
	}

	// 批量执行任务,其实只是把任务加入任务队列,什么时候执行有线程池管理器觉定
	public void execute(List<Runnable> task) {
		synchronized (taskQueue) {
			for (Runnable t : task)
				taskQueue.add(t);
			taskQueue.notify();
		}
	}

	// 销毁线程池,该方法保证在所有任务都完成的情况下才销毁所有线程,否则等待任务完成才销毁
	public void destroy() {
		while (!taskQueue.isEmpty()) {// 如果还有任务没执行完成,就先睡会吧
			try {
				Thread.sleep(10);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		// 工作线程停止工作,且置为null
		for (int i = 0; i < worker_num; i++) {
			workThrads[i].stopWorker();
			workThrads[i] = null;
		}
		threadPool = null;
		taskQueue.clear();// 清空任务队列
	}

	// 返回工作线程的个数
	public int getWorkThreadNumber() {
		return worker_num;
	}

	// 返回已完成任务的个数,这里的已完成是只出了任务队列的任务个数,可能该任务并没有实际执行完成
	public int getFinishedTasknumber() {
		return finished_task;
	}

	// 返回任务队列的长度,即还没处理的任务个数
	public int getWaitTasknumber() {
		return taskQueue.size();
	}

	// 覆盖toString方法,返回线程池信息:工作线程个数和已完成任务个数
	@Override
	public String toString() {
		return "WorkThread number:" + worker_num + "  finished task number:"
				+ finished_task + "  wait task number:" + getWaitTasknumber();
	}

	/**
	 * 内部类,工作线程
	 */
	private class WorkThread extends Thread {
		// 该工作线程是否有效,用于结束该工作线程
		private boolean isRunning = true;

		/*
		 * 关键所在啊,如果任务队列不空,则取出任务执行,若任务队列空,则等待
		 */
		@Override
		public void run() {
			Runnable r = null;
			while (isRunning) {// 注意,若线程无效则自然结束run方法,该线程就没用了
				synchronized (taskQueue) {
					while (isRunning && taskQueue.isEmpty()) {// 队列为空
						try {
							taskQueue.wait(20);
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					}
					if (!taskQueue.isEmpty())
						r = taskQueue.remove(0);// 取出任务
				}
				if (r != null) {
					r.run();// 执行任务
				}
				finished_task++;
				r = null;
			}
		}

		// 停止工作,让该线程自然执行完run方法,自然结束
		public void stopWorker() {
			isRunning = false;
		}
	}
}

测试类

package a_thread;

public class TestThreadPool {

public static void main(String[] args) {
	// 创建3个线程的线程池
	ThreadPool t = ThreadPool.getThreadPool(3);
	t.execute(new Runnable[] { new Task(), new Task(), new Task() });
	t.execute(new Runnable[] { new Task(), new Task(), new Task() });
	System.out.println(t);
	t.destroy();// 所有线程都执行完成才destory
	System.out.println(t);
}

// 任务类
static class Task implements Runnable {
	private static volatile int i = 1;

	@Override
	public void run() {// 执行任务
		System.out.println("任务 " + (i++) + " 完成");
	}
} }

运行效果

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