掌握多线程编程精髓：用 100 行代码打造简洁高效的线程池

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2023-12-23 06:18:26

在现代计算机系统中，多线程编程已成为不可或缺的技术，使我们能够充分利用多核 CPU 的强大性能。线程池，作为一种管理线程的机制，可以帮助我们轻松创建、管理和销毁线程，从而简化多线程编程的复杂性。

本文将通过解读经典的线程池源码，手把手教你用 100 行代码编写一个简洁高效的线程池。我们不会深究线程池的原理，而是专注于如何实现一个实用的解决方案。同时，还将结合实际示例，深入理解线程池在实际项目中的应用。

剖析线程池源码

线程池的核心组成

一个完整的线程池主要由以下几个部分组成：

任务队列： 用于存储待执行的任务。
工作线程： 负责从队列中获取任务并执行。
线程池管理： 负责创建和销毁工作线程，以及管理任务队列。

线程池的关键职责

线程池的核心职责包括：

创建和管理工作线程： 根据需要创建工作线程，并在任务完成后销毁线程。
任务调度： 从队列中获取任务并分配给空闲的工作线程。
任务管理： 监控任务执行状态，并在任务完成后释放资源。

用 100 行代码编写线程池

接下来，我们以 Java 为例，使用 100 行代码实现一个简单的线程池：

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

public class SimpleThreadPool {

    private BlockingQueue<Runnable> taskQueue;
    private ThreadPoolExecutor threadPool;

    public SimpleThreadPool(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime) {
        taskQueue = new LinkedBlockingQueue<>();
        threadPool = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, TimeUnit.MILLISECONDS, taskQueue);
    }

    public void execute(Runnable task) {
        threadPool.execute(task);
    }

    public void shutdown() {
        threadPool.shutdown();
    }

    public void awaitTermination(long timeout) throws InterruptedException {
        threadPool.awaitTermination(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}

使用线程池的示例

SimpleThreadPool threadPool = new SimpleThreadPool(4, 8, 1000);

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    Runnable task = () -> System.out.println("Task " + i + " is running");
    threadPool.execute(task);
}

threadPool.shutdown();
threadPool.awaitTermination(1000);