线程池的概念及实现原理

本篇是对前面线程池具体实现过程的补充，实现过程可参考

线程池的实现全过程v1.0版本（手把手创建，看完必掌握！！！）_竹烟淮雨的博客-CSDN博客

线程池的实现v2.0（可伸缩线程池）_竹烟淮雨的博客-CSDN博客

什么是线程池

线程池是一种使用多个线程来执行任务的机制，其中线程的数量是固定的。线程池中的线程可以通过排队或等待的方式执行任务，从而避免了创建和销毁线程的开销。线程池适用于大量重复的任务，这些任务可以在不同的时间点执行，并且执行时间很短。线程池可以提高程序的效率和性能，因为它们可以重用已经存在的线程，而不需要为每个任务创建新的线程。

为什么需要线程池

线程池是指在程序中预先创建一组线程，这些线程可以被重复利用，以减少线程创建和销毁的开销，并且可以提高多线程程序的效率。下面我们将详细介绍为什么需要使用线程池。

1. 减少线程创建和销毁开销

创建和销毁线程都需要开销，特别是对于短生命周期的线程而言，这些开销可能比线程运行时间的开销还要高。而使用线程池可以预先创建一组线程，重复利用这些线程，从而减少线程的创建和销毁开销，提高程序的效率。

     2.提高多线程程序的效率

在多线程程序中，线程之间的切换和通信会产生额外的开销。而使用线程池可以将任务分配给池中的线程，避免了频繁的线程创建和销毁，减少了线程间的通信开销，从而提高了多线程程序的效率。

     3.可控制并发数

线程池可以设置最大并发数，当任务数超过最大并发数时，任务会等待，从而避免了过多的并发导致系统负载过重。

     4.更方便的任务管理

线程池中的任务可以统一管理，可以根据任务的性质进行分类和调度，并且可以方便地终止或暂停某些任务。

总之，使用线程池可以提高多线程程序的效率和可维护性，减少线程创建和销毁的开销，并可控制并发数，方便任务管理。因此，在开发多线程程序时，可以考虑使用线程池来提高程序的性能和稳定性。

线程池可以解决什么问题

1. 创建和销毁线程的开销：通过重复使用已创建的线程，避免了频繁创建和销毁线程的开销，降低了内存消耗和提高了系统性能。
2. 处理任务的效率：线程池中的线程已经被预先创建和初始化，所以可以快速响应并处理任务，提高了系统的响应速度和吞吐量。
3. 资源利用：线程池可以根据系统资源的实际情况动态地调整线程数量，避免了资源的浪费，提高了资源利用率。
4. 任务调度：线程池可以提供更加灵活的任务调度，可以根据任务的优先级、执行时间等条件进行合理的分配和调度。
5. 异常处理：线程池可以更好地处理异常，避免了因为异常导致整个程序的崩溃，提高了程序的稳定性和可靠性。

线程池的概念

通俗举例来说，如开学新生报到，学校让100个老生来接待1000个新生，每来一个新生就分派一个老生去接待，接待完老生就回到接待处等待其它新生到来。如果100个新生全部分配出去，还有新的新生到来，就让新生在校门口等待老生空余。

线程池的实现原理，假设现在有一个服务器，当服务器运行起来的时候会创建一个线程池，我们规定线程池里面有100个线程。我们还需要设置一个任务队列，服务器将要处理的事情放在任务队列中。

假设有一个客户端：C1，C1连接上服务器，假设C1要读取服务器数据，服务器就把C1的任务放在任务队列里。有多个客户端连接，服务器就把多个客户端任务添加到任务队列里。有多少个任务就让线程池中多少个线程去处理，任务被处理完就从任务队列里删除。

线程池的两个要素：线程池和任务队列。

线程池实现原理

线程池要实现的功能：（1）创建线程池（2）创建任务队列并新增任务

服务器在接收到客户端的响应，将需要做的事情都放在任务队列里，线程池中的线程就实时去处理任务队列中的任务。这个过程中可能出现以下几种情况：

（1）任务队列为空时：线程池里的线程需要阻塞等待

（2）任务队列为满：不能再新增任务

（3）任务队列不为空：线程池里的线程处理任务