java 线程池的实现方法
Java线程池是一种内部维护一定数量线程，用于处理多个并发任务的机制。使用线程池可以避免不断地创建和销毁线程，从而提高程序的性能和响应速度。本文将详细讲解Java线程池的实现方法，包括线程池的概述、核心参数和实现方式等，并通过示例说明其使用方法。
一、线程池概述
线程池是一种能够提高线程复用率、控制最大并发数、管理线程生命周期的机制。Java线程池中最主要的三个元素是：线程池大小、阻塞队列和拒绝策略。
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线程池大小：线程池中维护的线程数。当线程池中的线程数达到线程池大小时，新的任务将被阻塞。理论上，线程池大小越大，线程并发执行能力越强，但创建线程的开销也会变得越大。
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阻塞队列：当任务数超出线程池大小时，新的任务会先进入阻塞队列中等待执行。常见的阻塞队列包括LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue和SynchronousQueue等。
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拒绝策略：当线程池和阻塞队列都已满时，新的任务需要被拒绝。线程池提供了几种拒绝策略，如CallerRunsPolicy、AbortPolicy和DiscardPolicy等。
二、线程池的实现方法
Java线程池的实现方式主要有两种：ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor。前者适用于执行定期或无限期执行的任务，后者适用于执行定期任务的场景。
1. ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor是Java线程池的核心实现类。以下是ThreadPoolExecutor的构造方法和核心参数：
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, // 线程池中维护的线程数量，即核心池大小
int maximumPoolSize, // 线程池中允许的最大线程数
long keepAliveTime, // 非核心线程（闲置线程）的空闲时间
TimeUnit unit, // keepAliveTime的时间单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 作为任务队列的阻塞队列
ThreadFactory threadFactory, // 生成新线程的工厂
RejectedExecutionHandler handler) // 拒绝策略
以下是两个示例说明：
示例1. 使用ThreadPoolExecutor创建线程池，并提交任务进行执行。
public class ThreadPoolExample {
private static final int CORE_POOL_SIZE = 2;
private static final int MAX_POOL_SIZE = 5;
private static final long KEEP_ALIVE_TIME = 3000;
private static final ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(
CORE_POOL_SIZE,
MAX_POOL_SIZE,
KEEP_ALIVE_TIME,
TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int task = i;
executor.execute(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Processing Task " + task);
}
});
}
}
}
解释：在以上示例中，我们创建了一个最多能够容纳5个线程的线程池，使用了默认的线程工厂和拒绝策略。然后，我们提交了10个任务，任务会在被池中的线程执行。由于线程池大小为5，因此前5个任务会在5个不同的线程上并发执行，而后面5个任务会进入阻塞队列等待执行。
示例2. 实现线程池的生命周期方法
public class LifecycleThreadPoolExample {
private static final int CORE_POOL_SIZE = 2;
private static final int MAX_POOL_SIZE = 5;
private static final long KEEP_ALIVE_TIME = 3000;
private static final ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(
CORE_POOL_SIZE,
MAX_POOL_SIZE,
KEEP_ALIVE_TIME,
TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()){
@Override
protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) {
System.out.println("Before executing thread " + t + " running " + r);
}
@Override
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
System.out.println("After executing task thread " + Thread.currentThread().getName());
}
@Override
protected void terminated() {
System.out.println("Thread pool is terminated.");
}
};
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int task = i;
executor.execute(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Processing Task " + task);
}
});
}
executor.shutdown();
}
}
解释：在以上示例中，我们重写了ThreadPoolExecutor的三个方法beforeExecute、afterExecute和terminated。beforeExecute方法会在线程执行之前被调用，afterExecute方法会在线程执行完毕之后被调用，terminated方法会在线程池完全终止之后被调用。在例子中，我们简单地打印了这些方法的内容，以便理解它们的执行顺序和生命周期。注意例子中的executor.shutdown()，请在使用线程池时注意释放资源。
2. ScheduledThreadPoolExecutor
ScheduledThreadPoolExecutor是一种用于执行定期任务的线程池实现。以下是ScheduledThreadPoolExecutor的构造方法和核心参数：
ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) // 创建预定大小的线程池
以下是一个示例：
public class ScheduledThreadPoolExample {
private static final ScheduledExecutorService executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(1, Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
public static void main(String[] args) {
executor.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("scheduled task");
}
}, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);
}
}
解释：在以上示例中，我们创建了一个定期执行任务的线程池，并且通过scheduleAtFixedRate方法设定了任务执行周期为1秒。在任务执行时，每当时间间隔达到规定的周期，任务就会被执行。
三、总结
本文讲解了Java线程池的概述和实现方式，包括ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor两种实现方式，以及如何调整线程池大小、阻塞队列和拒绝策略等核心参数。通过以上两个示例，可以更好地理解和使用Java线程池。在实际开发中，使用线程池可以有效地提高程序的性能和响应速度。