线程池
1.线程池的作用
对于服务器端的程序，如果服务端每接收到一个任务，创建一个线程，然后进行执行；这样的做法在面对成千上万的任务递交进服务器时，
那么会创建数以万记的线程，这样会时操作系统频繁的进行上下文切换，无故增加系统的负载，而线程的创建和小王都是需要好耗费
系统资源的，也无疑浪费了系统资源。线程池技术（通过使用固定或较为固定数目的线程来完成任务的执行）能够很好地解决这个问题，
消除频繁创建和消亡线程的系统资源开销。
2.线程池的本质
使用了一个线程安全的工作队列连接工作者线程和客户端线程，客户端线程将任务放入工作队列后便返回，而工作者线程则不断地从工作
队列取出工作并执行。当工作队列为空时，所有的工作者线程均等待在工作队列上，当有客户端提交了一个任务之后会通知任意一个工作者
线程，随着大量任务被提交，更多的工作者线程会被唤醒。
3.线程池示例
ThreadPool.java
package concurrency.threadPool;
public interface ThreadPool<Job extends Runnable> {
//执行一个Job，这个Job需要实现Runnable
void execute(Job job);
//关闭线程池
void shutdown();
//增加工作者线程
void addWorkers(int num);
//减少工作者线程
void remvoeWorkers(int num);
//得到正在等待执行的任务数量
int getJobSize();
}
DefaultThreadPool.java
package concurrency.threadPool;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
public class DefaultThreadPool<Job extends Runnable> implements ThreadPool<Job> {
//线程池最大数量
private static final int MAX_WORKER_NUMBERS = 10;
//线程池默认数量
private static final int DEFAULT_WORKER_NUMBERS = 5;
//线程池最小的数量
private static final int MIN_WORKER_NUMBERS = 1;
//这是一个工作列表，将会向里面插入工作
private final LinkedList<Job> jobs = new LinkedList<Job>();
//工作者列表
private final List<Worker> workers = Collections.synchronizedList(new ArrayList<Worker>());
//工作者线程的数量
private int workerNum = DEFAULT_WORKER_NUMBERS;
//线程编号的生成
private AtomicLong threadNum = new AtomicLong();
//工作者，负责消费任务
class Worker implements Runnable{
//是否工作
private volatile boolean running = true;
@Override
public void run(){
while(running){
Job job = null;
synchronized(jobs){
//如果工作者列表是空的，那么就wait
while(jobs.isEmpty()){
try{
jobs.wait();
}catch(InterruptedException ex){
//感知到外部对WorkerThread的中断操作，返回
Thread.currentThread().interrupt();
return;
}
}
//取出一个Job
job = jobs.removeFirst();
}
if(job != null){
try{
job.run();
}catch(Exception ex){
//忽略Job执行中的Exception
}
}
}
}
public void shutdown(){
running = false;
}
}
//初始化线程工作者
private void initializeWorkers(int num){
for(int i = 0; i < num; i++){
Worker worker = new Worker();
workers.add(worker);
Thread thread = new Thread(worker, "ThreadPool-Worker-" + threadNum.incrementAndGet());
thread.start();
}
}
public DefaultThreadPool(){
initializeWorkers(DEFAULT_WORKER_NUMBERS);
}
public DefaultThreadPool(int num){
workerNum = num > MAX_WORKER_NUMBERS ? MAX_WORKER_NUMBERS : num < MIN_WORKER_NUMBERS ? MIN_WORKER_NUMBERS : num;
initializeWorkers(workerNum);
}
@Override
public void execute(Job job) {
if(job != null){
//添加一个工作，然后进行通知
synchronized(jobs){
jobs.addLast(job);
jobs.notify();
}
}
}
@Override
public void shutdown() {
for(Worker worker : workers){
worker.shutdown();
}
}
@Override
public void addWorkers(int num) {
synchronized(jobs){
//限制新增的Worker数量不能超过最大值
if(num + this.workerNum > MAX_WORKER_NUMBERS){
num = MAX_WORKER_NUMBERS - this.workerNum;
}
initializeWorkers(num);
this.workerNum += num;
}
}
@Override
public void remvoeWorkers(int num) {
synchronized(jobs){
if(num >= this.workerNum){
throw new IllegalArgumentException("beyond workNum");
}
//按照给定的数量停止Worker
int count = 0;
while(count < num){
Worker worker = workers.get(count);
if(workers.remove(worker)){
worker.shutdown();
count++;
}
}
this.workerNum -= count;
}
}
@Override
public int getJobSize() {
return jobs.size();
}
}
