java线程池原理与实战详解(深入源码分析Java线程池的实现原理)

程序的运行,其本质上,是对系统资源(CPU、内存、磁盘、网络等等)的使用。如何高效的使用这些资源是我们编程优化演进的一个方向。今天说的线程池就是一种对CPU利用的优化手段。

网上有不少介绍如何使用线程池的文章,那我想说点什么呢?我希望通过学习线程池原理,明白所有 池化技术 的基本设计思路。遇到其他相似问题可以解决。

java线程池原理与实战详解(深入源码分析Java线程池的实现原理)(1)

池化技术

前面提到一个名词——池化技术,那么到底什么是池化技术呢?

池化技术简单点来说,就是提前保存大量的资源,以备不时之需。在机器资源有限的情况下,使用池化技术可以大大的提高资源的利用率,提升性能等。

在编程领域,比较典型的池化技术有:

线程池、 连接池、 内存池、对象池等。

本文主要来介绍一下其中比较简单的线程池的实现原理,希望读者们可以举一反三,通过对线程池的理解,学习并掌握所有编程中池化技术的底层原理。

java线程池原理与实战详解(深入源码分析Java线程池的实现原理)(2)

创建一个线程

在Java的并发编程中,线程是十分重要的,在Java中,创建一个线程比较简单:

java线程池原理与实战详解(深入源码分析Java线程池的实现原理)(3)

我们通过创建一个线程对象,并且实现Runnable接口就可以实现一个简单的线程。可以利用上多核CPU。当一个任务结束,当前线程就接收。

但很多时候,我们不止会执行一个任务。 如果每次都是如此的创建线程->执行任务->销毁线程,会造成很大的性能开销。

那能否一个线程创建后,执行完一个任务后,又去执行另一个任务,而不是销毁。这就是线程池。

这也就是池化技术的思想,通过预先创建好多个线程,放在池中,这样可以在需要使用线程的时候直接获取,避免多次重复创建、销毁带来的开销。

java线程池原理与实战详解(深入源码分析Java线程池的实现原理)(4)

线程池的简单使用

以下代码,是在Java中创建线程池:

java线程池原理与实战详解(深入源码分析Java线程池的实现原理)(5)

Jdk提供给外部的接口也很简单。直接调用ThreadPoolExecutor构造一个就可以了,也可以通过Executors静态工厂构建,但一般不建议。

可以看到,开发者想要在代码中使用线程池还是比较简单的,这得益于Java给我们封装好的一系列API。但是,这些API的背后是什么呢,让我们来揭开这个迷雾,看清线程池的本质。

java线程池原理与实战详解(深入源码分析Java线程池的实现原理)(6)

线程池构造函数

通常,一般构造函数会反映出这个工具或这个对象的数据存储结构。

java线程池原理与实战详解(深入源码分析Java线程池的实现原理)(7)

  • 第一个红框:是否是第一次执行任务,或者从队列中可以获取到任务。
  • 第二个红框:获取到任务后,执行任务开始前操作钩子。
  • 第三个红框:执行任务。
  • 第四个红框:执行任务后钩子。

这两个钩子(beforeExecute,afterExecute)允许我们自己继承线程池,做任务执行前后处理。

到这里,源代码分析到此为止。接下来做一下简单的总结。

java线程池原理与实战详解(深入源码分析Java线程池的实现原理)(8)

总结

所谓线程池本质是一个hashSet。多余的任务会放在阻塞队列中。

只有当阻塞队列满了后,才会触发非核心线程的创建。所以非核心线程只是临时过来打杂的。直到空闲了,然后自己关闭了。

线程池提供了两个钩子(beforeExecute,afterExecute)给我们,我们继承线程池,在执行任务前后做一些事情。

线程池原理关键技术:锁(lock,cas)、阻塞队列、hashSet(资源池)

java线程池原理与实战详解(深入源码分析Java线程池的实现原理)(9)

最后希望对你理解线程池有帮助。最后,留一个思考题,为什么线程池的底层数据接口采用HashSet来实现?

,

免责声明:本文仅代表文章作者的个人观点,与本站无关。其原创性、真实性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容文字的真实性、完整性和原创性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并自行核实相关内容。文章投诉邮箱:anhduc.ph@yahoo.com

    分享
    投诉
    首页