零基础详解线程池，40行代码手把手教你实现一个线程池

后端

2023-10-28 18:32:57

现代计算机系统中的多线程编程和线程池的妙用

多线程编程：并行执行任务的利器

在当今的计算机世界中，多线程编程是一项至关重要的技术。它使程序能够同时执行多个任务，从而显著提升效率和性能。想想看，当你在使用计算机时，你可以同时下载文件、编辑文档、播放音乐，所有这些任务都是由不同的线程并行处理的。

线程池：管理线程的魔杖

然而，多线程编程也带来了挑战，例如创建和销毁线程的开销，以及线程之间同步和通信的问题。为了解决这些挑战，线程池的概念诞生了。线程池是一种管理线程的机制，可以减少线程操作开销并提高线程利用率。

线程池原理

线程池的原理很简单：它维护一个线程队列。当有任务需要执行时，线程池会从队列中取出一个空闲线程来执行任务。当线程执行完任务后，它会回到队列中，等待新的任务。这种机制避免了频繁创建和销毁线程，从而优化了程序性能。

线程池设计

设计一个高效的线程池时，需要考虑以下因素：

线程池大小： 线程池中线程的数量。太小会影响性能，太大则会浪费资源。
任务队列： 存储等待执行任务的队列。可以选择阻塞队列或非阻塞队列。
拒绝策略： 当任务队列已满时的处理策略，如抛出异常、丢弃任务或等待队列有空闲空间。

线程池实现

下面是一个简单的 Java 线程池示例：

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

public class ThreadPool {

    private BlockingQueue<Runnable> tasks;
    private Thread[] workers;

    public ThreadPool(int numThreads) {
        tasks = new LinkedBlockingQueue<>();
        workers = new Thread[numThreads];

        for (int i = 0; i < numThreads; i++) {
            workers[i] = new Thread(() -> {
                while (true) {
                    try {
                        Runnable task = tasks.take();
                        task.run();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
            workers[i].start();
        }
    }

    public void submit(Runnable task) {
        tasks.put(task);
    }

    public void shutdown() {
        for (Thread worker : workers) {
            worker.interrupt();
        }
    }
}