手動創建線程池

一、什麼是線程池？

線程池是一種線程的集合，線程池中包含了多個線程，這些線程可以輪流執行池中的任務，從而實現線程的復用，提高系統的效率，避免資源的浪費。線程池具有以下特點：

1、線程可以輪流執行，避免創建或銷毀線程的開銷

2、線程數量可以控制，防止系統因為線程過多而崩潰

3、線程池中的線程可以自動重用，不需要每次都重新創建線程

4、線程池可以根據不同的任務進行優先級排序，保證高優先級任務先執行

二、創建線程池的步驟

創建線程池的步驟如下：

1、創建一個線程池對象，設置線程池的屬性，如核心線程數量、最大線程數量、線程空閑時間、等待隊列長度、拒絕策略等等

2、創建一個等待隊列，用於存放等待執行的任務

3、創建一個線程池管理器，用於管理線程池的狀態，比如線程的創建、銷毀、執行任務等

4、向線程池中添加任務，線程池會自動分配線程去執行任務

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class MyThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        //創建線程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
        //添加任務到線程池
        for(int i=0;i<10;i++){
            final int task = i;
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行任務："+task);
                }
            });
        }
        //關閉線程池
        executorService.shutdown();
    }
}

三、常見的線程池類型

Java中常見的線程池類型有如下幾種：

1、FixedThreadPool：固定數量線程池，線程數量一旦設定就不會發生變化。

2、CachedThreadPool：緩存線程池，線程數量可以根據任務的多少自動調整。

3、SingleThreadExecutor：單線程線程池，只有一個線程在執行任務，適合於重要的任務需要順序執行的場景。

4、ScheduledThreadPool：定時任務線程池，適用於需要按照一定的周期執行任務的場景。

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class MyScheduledThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        //創建定時任務線程池
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        //延遲1秒後執行任務
        scheduledExecutorService.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行任務");
            }
        },1, TimeUnit.SECONDS);
        //每隔2秒執行一次任務
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行任務");
            }
        }, 0, 2, TimeUnit.SECONDS);
        //關閉線程池
        scheduledExecutorService.shutdown();
    }
}

四、線程池的拒絕策略

當線程池中的線程已經全部被佔用，等待隊列已經滿了，此時如果還有新的任務進來，線程池就需要執行拒絕策略。Java中提供了四種線程池的拒絕策略。

1、AbortPolicy：拒絕新任務並拋出異常

2、CallerRunsPolicy：將新任務提交給調用線程來執行

3、DiscardOldestPolicy：將等待隊列中最早的任務丟棄，將新任務添加到等待隊列尾部

4、DiscardPolicy：直接丟棄新任務

import java.util.concurrent.*;

public class MyRejectedThreadPool {
    static class MyTask implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行任務");
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        //創建線程池，設置拒絕策略為DiscardPolicy
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue(1), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());
        //添加任務到線程池
        for(int i=0;i<5;i++){
            executorService.execute(new MyTask());
        }
        //關閉線程池
        executorService.shutdown();
    }
}

五、線程池的最佳實踐

1、盡量設置合適的線程數量

線程數量過多會導致系統開銷過大，過少會導致系統無法充分利用資源。

2、合理的等待隊列長度

等待隊列長度過長會導致系統處理速度變慢，過短會導致任務不能得到處理。

3、使用合適的拒絕策略

不同的應用場景需要使用不同的拒絕策略。

4、合理的任務劃分與設計

任務應該儘可能合理的拆分，並根據優先級和執行時間進行排序。

六、總結

線程池是一種用於管理線程的機制，具有復用線程、控制線程數量、自動重用、以及優先級等特點，可以提高系統效率，避免資源浪費。在使用線程池時，要注意線程池的屬性設置、拒絕策略的選擇、以及任務的合理劃分與設計，從而達到最佳的效果。