Java实现手写一个线程池的示例代码

下面我将为您介绍Java实现手写一个线程池的示例代码的完整攻略。

什么是线程池

线程池是一种多线程处理的方式，它能够提高系统的处理性能，避免过多的线程频繁创建和销毁的开销，从而提高了系统对并发处理的支持能力。

线程池由三个部分组成：任务队列、线程池管理器和工作线程。其中，任务队列用于缓存待处理的任务，待线程池管理器分配线程后，工作线程就可以从任务队列中取得任务并执行。

如何实现一个线程池

在Java中，可以使用Executors类来创建一个线程池。但为了更好地理解线程池的工作流程，我们可以手动实现一个简单的线程池。

1. 创建线程池管理器

线程池管理器用于创建、销毁，以及管理线程池中的线程。下面是一个简单的线程池管理器的实现：

public class ThreadPoolManager {
    private int poolSize;
    private BlockingQueue<Runnable> queue;
    private List<WorkerThread> workers;
    private volatile boolean isStopped = false;  // 是否终止线程池

    public ThreadPoolManager(int poolSize, int queueSize) {
        this.poolSize = poolSize;
        this.queue = new ArrayBlockingQueue<>(queueSize);

        // 初始化工作线程
        this.workers = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
            workers.add(new WorkerThread(this.queue));
        }
        for (WorkerThread worker : this.workers) {
            worker.start();
        }
    }

    public synchronized void submitTask(Runnable task) {
        if (!this.isStopped) {
            this.queue.offer(task);
        }
    }

    public synchronized void stopThreadPool() {
        this.isStopped = true;
        for (WorkerThread worker : this.workers) {
            worker.stopThread();
        }
    }
}

上述代码中，ThreadPoolManager类有以下几个属性：

• poolSize：线程池中线程的数量；
• queue：阻塞队列，用于缓存待处理的任务；
• workers：工作线程集合，用于管理线程池中的所有线程；
• isStopped：标识线程池是否终止。

ThreadPoolManager类包含以下方法：

• submitTask(Runnable task)：将任务提交到任务队列中；
• stopThreadPool()：终止线程池中所有线程。

2. 创建工作线程

工作线程用于从任务队列中取出待处理的任务并执行。下面是一个工作线程的实现：

public class WorkerThread extends Thread {
    private BlockingQueue<Runnable> queue;
    private volatile boolean isStopped = false;  // 是否终止工作线程

    public WorkerThread(BlockingQueue<Runnable> queue) {
        this.queue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (!this.isStopped) {
            try {
                this.queue.take().run();
            } catch (InterruptedException e) {
                // 线程被中断
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void stopThread() {
        this.isStopped = true;
    }
}

上述代码中，WorkerThread类有以下两个属性：

• queue：阻塞队列，用于从中取出待处理的任务；
• isStopped：标识工作线程是否终止。

WorkerThread类覆写了run方法，在其中使用阻塞队列取出待处理的任务并执行，如果没有任务则线程将会阻塞。WorkerThread类还包含一个stopThread方法，用于终止工作线程。

3. 编写示例代码

下面是一个简单的示例代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程池，并提交任务
        ThreadPoolManager threadPoolManager = new ThreadPoolManager(10, 100);
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            threadPoolManager.submitTask(new Task(i));
        }

        // 等待所有任务执行完毕
        threadPoolManager.stopThreadPool();
    }

    private static class Task implements Runnable {
        private int id;

        public Task(int id) {
            this.id = id;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Task " + this.id + " is running.");
        }
    }
}

上述代码中，我们创建了一个包含10个工作线程和最大任务队列为100的线程池，用于执行1000个任务。我们将每个任务都打印出一个简单的字符串，在控制台中输出。最后，我们使用stopThreadPool方法终止线程池中所有线程。

示例说明

接下来，我将根据上述代码解释示例中各部分的含义。

首先，在main方法中我们先创建了一个ThreadPoolManager对象，并指定线程池中有10个工作线程和最大任务队列为100。然后我们使用一个循环将1000个任务依次提交给线程池，每个任务都是一个Task对象，它实现了Runnable接口，并覆写了run方法。在run方法中，我们只是简单地输出了一个包含任务编号的字符串。

最后，在所有任务执行完毕后，我们调用线程池的stopThreadPool方法终止了所有线程。

以上就是手写一个线程池的示例代码的详细解释和说明。