【从0到1学习Java线程池】一个Java线程池的简单实现

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这是【从0到1学习Java线程池】系列文章的第 叁 篇，该系列文章总共三篇，介绍了 Java 线程池的使用以及原理，并且最后会实现一个基本的线程池。本篇文章实现了一个简单的 Java 线程池。

【从0到1学习Java线程池】系列文章共有3篇，目录如下：

从上两篇文章中，我们已经知道了线程池的基本原理，这篇文章我们就来具体实现一个简单的 Java 线程池。

设计先行

想要实现一个线程池，我们首先要来进行设计，考虑它需要有哪些功能，如何设计和安排这些功能是至关重要的。

在我们所要实现的 Java 线程池需要有：

  • 任务队列：它能够添加或者删除任务，并且它还需要支持原子操作，不能同时有多个线程从中取出任务。
  • 通知机制：如果任务队列为空，工作线程将会阻塞在获取任务这一操作上；如果这时任务队列中有了新的任务，需要通知工作线程从中获取任务来执行。
  • 线程类：线程类的例程是用来获取任务和执行任务的。
  • 任务类：用于被线程抓取和执行的任务。
  • 线程管理类：能够创建一定数量的线程，并且提供对任务队列进行操作的方法（获取任务、添加任务等）。

具体实现

系统配置类

其中的参数主要是该线程池所支持的最大线程数

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public class SystemConfig {
	static final int THREAD_POOL_MAX_SIZE = 20;

	public static int getThreadDefalutSize(){
		return THREAD_POOL_MAX_SIZE;
	}
}

任务类

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public class Task implements Runnable {
	@Override
	public void run() {

	}
}

线程管理类

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public class ThreadPoolManager extends ThreadGroup {
	int isThreadPoolValid = 0;

	int sizeOfPoolThread = SystemConfig.getThreadDefalutSize();

	List<Task> taskList= new LinkedList<Task>();


	public ThreadPoolManager(String threadpoolname) {
		super(threadpoolname);
		setDaemon(true);
	}

	public synchronized void startThreadPool(){
		if(sizeOfPoolThread == 0 || isThreadPoolValid != 0){
			try{
				throw new Exception();
			}
			catch(Exception exception){
				exception.printStackTrace();
			}
			return;
		}
		if(taskList == null){
			try {
				throw new Exception();
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			return;
		}

		for(int i = 0; i < sizeOfPoolThread; i++){
			new WorkThread(i).start();
		}

		isThreadPoolValid = 1;
	}

	public synchronized void stopThreadPool(){
		if(sizeOfPoolThread == 0 || isThreadPoolValid != 0){
			try{
				throw new Exception();
			}
			catch(Exception exception){
				exception.printStackTrace();
			}
			return;
		}
		if(taskList == null){
			try {
				throw new Exception();
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			return;
		}

		taskList.clear();
		sizeOfPoolThread = 0;
		isThreadPoolValid = 0;
		interrupt();
	}

	public synchronized void addTask(Task newTask){
		if(taskList == null){
			try {
				throw new Exception();
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			return;
		}

		taskList.add(newTask);

		notify();
	}

	public synchronized Task getTask(){
		if(taskList == null){
			try {
				throw new Exception();
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			return null;
		}

		while(taskList.size() == 0){
			try{
				wait();
			}catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		return taskList.remove(0);

	}

	private class WorkThread extends Thread{
		public WorkThread(int threadID){
			super(ThreadPoolManager.this, ""+threadID);
		}

		public void run(){
			while(!isInterrupted()){
				Task runTask = getTask();

				if(runTask == null)
					break;
				runTask.run();
			}
		}
	}
}

运行测试

测试代码

测试任务

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public class TestTask extends Task {
	private int i;

	public TestTask(int i){
		this.i = i;
	}

	public void run(){
		System.out.println("Task " + i + " is RUNNING.");
	}
}

主程序

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public class ThreadPoolTest {
	public static void main(String[] args) {
		ThreadPoolManager manager = new ThreadPoolManager("SimplePool");
		manager.startThreadPool();

		for(int i = 0; i < 5; i++){
			Task task = new TestTask(i);
			manager.addTask(task);
		}
	}
}

测试结果

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Task 3 is RUNNING.
Task 4 is RUNNING.
Task 1 is RUNNING.
Task 0 is RUNNING.
Task 2 is RUNNING.

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