二 Java利用等待/通知机制实现一个线程池

Posted 2020-08-09

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了二 Java利用等待/通知机制实现一个线程池相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

接着上一篇博客的一Java线程的等待/通知模型，没有看过的建议先看一下。下面我们用等待通知机制来实现一个线程池

线程的任务就以打印一行文本来模拟耗时的任务。主要代码如下：

1 定义一个任务的接口。

1 /*
2  * 任务的接口
3  */
4 public interface Task {
5     void doSomething();
6 }

2 实现一个具体的任务。

 1 /*
 2  * 具体的任务
 3  */
 4 public class PrintTask implements Task{
 5     
 6     //打印一句话，睡一秒，来模拟耗时的任务
 7     @Override
 8     public void doSomething() {
 9         System.out.println("任务："+Thread.currentThread().getName());
10         try {
11             Thread.sleep(1000);
12         } catch (InterruptedException e) {
13             e.printStackTrace();
14         }
15     }
16 }

3 实现工作线程

 1 /*
 2  * 工作者线程
 3  */
 4 public class Worker implements Runnable {
 5     //线程是否正在运行
 6     private boolean running = true;        
 7     
 8     //保存Thread，方便start()
 9     private Thread thread;
10     
11     //保存线程池的任务队列，作同步用
12     private LinkedList<Task> tasks;
13 
14     public void setThread(Thread thread) {
15         this.thread = thread;
16     }
17 
18     public void setTasks(LinkedList<Task> tasks) {
19         this.tasks = tasks;
20     }
21 
22     //启动此工作线程
23     public void start() {
24         if (thread != null) {
25             thread.start();
26         }
27     }
28 
29     // 关闭此工作线程
30     public void shutDown() {
31         running = false;
32         thread.interrupt();
33     }
34 
35     @Override
36     public void run() {
37         while (running) {
38             Task task = null;
39             
40             //对共享变量加锁，此处为任务队列，因为会有多个线程访问
41             synchronized (tasks) {
42                 
43                 //当条件不满足时，线程等待，见上一篇博文
44                 while (tasks.isEmpty()) {
45                     try {
46                         //线程进入等待状态，并且释放锁
47                         tasks.wait();
48                     } catch (InterruptedException e) {
49                         //感知到外部对此线程的中断操作
50                         Thread.currentThread().interrupt();
51                         return;
52                     }
53                 }
54 
55                 //条件满足
56                 task = tasks.removeFirst();
57             }
58 
59             //执行任务
60             if (task != null) {
61                 task.doSomething();
62             }
63         }
64     }
65 }

4 创建一个线程池

  1 import java.util.ArrayList;
  2 import java.util.LinkedList;
  3 import java.util.List;
  4 
  5 public class DefaultThreadPool implements ThreadPool {
  6     private int maxWorksNum = 10;
  7     private int minWorksNum = 1;
  8     private int defaultWorksNum = 5;
  9 
 10     // 任务列表
 11     private LinkedList<Task> tasks = new LinkedList<>();
 12 
 13     // 工作线程列表
 14     private LinkedList<Worker> workers = new LinkedList<>();
 15 
 16     //工作线程个数
 17     private int workerNum = defaultWorksNum;
 18     
 19 
 20     @Override
 21     public void excute(Task task) {
 22         // 添加一个工作，然后进行通知
 23         if (task != null) {
 24             synchronized (tasks) {
 25                 //添加到最后一个位置 
 26                 tasks.addLast(task);
 27                 //通知等待的线程，有新的任务了
 28                 tasks.notify();
 29             }
 30         }
 31     }
 32 
 33     // 关闭线程池
 34     @Override
 35     public void shutDown() {
 36         for (Worker worker : workers) {
 37             worker.shutDown();
 38         }
 39     }
 40 
 41     // 初始化工作者线程
 42     public void initWorkers(int num) {
 43         if (num > maxWorksNum) {
 44             num = maxWorksNum;
 45         } else if (num < minWorksNum) {
 46             num = minWorksNum;
 47         } else {
 48             num = defaultWorksNum;
 49         }
 50 
 51         for (int i = 0; i < workerNum; i++) {
 52             //创建工作线程
 53             Worker worker = new Worker();
 54             
 55             //添加到工作队列
 56             workers.add(worker);
 57             
 58             //新建一个线程对象，并将worker赋值
 59             Thread thread = new Thread(worker);
 60             
 61             //设置线程对象，作启动，中断用
 62             worker.setThread(thread);
 63             
 64             //设置任务队列，作同步用
 65             worker.setTasks(tasks);
 66         }
 67     }
 68 
 69     // 启动线程池
 70     public void start(){
 71         if(workers != null){
 72             for(Worker worker : workers){
 73                 //启动一个工作线程
 74                 worker.start();
 75             }
 76         }
 77     }
 78     
 79     // 新增加工作线程,但是不能大于线程池最大线程数
 80     @Override
 81     public void addWorkers(int num) {
 82         if (num <= 0) {
 83             return;
 84         }
 85 
 86         int remain = maxWorksNum - workerNum;
 87         if (num > remain) {
 88             num = remain;
 89         }
 90 
 91         for (int i = 0; i < num; i++) {
 92             Worker worker = new Worker();
 93             workers.add(worker);
 94             Thread thread = new Thread(worker);
 95             thread.start();
 96         }
 97         
 98         workerNum = workers.size();
 99     }
100 
101     // 减少工作线程，至少留1个，不能减少到0
102     @Override
103     public void removeWorkers(int num) {
104         if(num >= workerNum || num <= 0){
105             return;
106         }
107         
108         for(int i =0;i<num;i++){
109             Worker worker = workers.getLast();
110             worker.shutDown();
111         }
112         
113         workerNum = workers.size();
114     }
115 
116     @Override
117     public int getTaskSize() {
118         return tasks.size();
119     }
120 
121     
122 }

5 新建测试类

 1 public class ThreadPoolTest {
 2     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 3         //1 新建一个线程池
 4         DefaultThreadPool pool = new DefaultThreadPool();
 5         
 6         //2 设置线程池的大小为5
 7         pool.initWorkers(5);
 8         
 9         //3 启动线程池
10         pool.start();
11         
12         //4 往任务队列里面添加任务
13         for(int i = 0;i<100;i++){
14             pool.excute(new PrintTask());
15         }
16     
17     }
18 }