自定义线程池实现（一）

预期目标

1.实现一个相对完备的线程池
2.自定义拒绝策略（下一节）

线程池的基本参数

1.核心线程数
2.超时时间
3.拒绝策略（在下一篇中添加）
4.工作队列
5.任务队列

工作机制

当添加一个任务到线程池中时，线程池会判断工作线程数量是否小于核心线程数，若小于创建工作线程，执行任务；反之将其添加到任务队列，若是当前任务队列已经满了，可以执行拒绝策略（拒绝策略有很多种，例如死等[会阻塞main线程]，放弃任务，抛出异常等等）

工作线程执行过程

工作线程会先将手头上的任务干完，然后到工作队列当中取，如果工作队列中还有任务，取出来继续执行…(周而复始)
但是有可能在一段时间内，工作队列中没任务执行，这个时候我们可以选择让它死等，或者超出指定时间之后自己销毁。

了解这些之后，正式开始coding…

1.构建一个阻塞队列

在前面博客中已经实现过了，需要锁，两个条件变量[生产者，消费者]，普通队列这三个参数。

@Slf4j
class BlockQueue<T> {//1.任务队列private Deque<T> tDeque = new ArrayDeque<>();//2.锁private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();//3.两个条件变量(生产者消费者)private Condition notEmpty;private Condition notFull;private int capacity;public BlockQueue(int capacity) {this.notEmpty = lock.newCondition();this.notFull = lock.newCondition();this.capacity = capacity;}//带超时的阻塞获取public T poll(long timeout, TimeUnit timeUnit) {lock.lock();try {//将timeout转换long nanos = timeUnit.toNanos(timeout);while (tDeque.isEmpty()) {try {//返回的是剩余的时间if (nanos <= 0) return null;nanos = notEmpty.awaitNanos(nanos);} catch (InterruptedException e) {log.error("error{}",e.getMessage());}}notFull.signal();return tDeque.removeFirst();} finally {lock.unlock();}}//消费者public T take() {lock.lock();try {while (tDeque.isEmpty()) {try {notEmpty.await();} catch (InterruptedException e) {log.error("error{}",e.getMessage());}}notFull.signal();return tDeque.removeFirst();//消费对头} finally {lock.unlock();}}//阻塞添加//生产者public void put(T ele) {lock.lock();try {while (tDeque.size() == capacity) {try {log.info("等待加入任务队列......");notFull.await();} catch (InterruptedException e) {log.error("error{}",e.getMessage());}}log.info("已加入任务队列");tDeque.addLast(ele);notEmpty.signal();} finally {lock.unlock();}}//非阻塞式添加//即使失败也不会阻塞住主线程public boolean offer(T ele, long timeout, TimeUnit timeUnit){lock.lock();try {long nanosTime = timeUnit.toNanos(timeout);while (tDeque.size() == capacity) {try {if (nanosTime <= 0) return false;nanosTime = notFull.awaitNanos(nanosTime);} catch (InterruptedException e) {log.error("error{}",e.getMessage());}}log.info("已加入任务队列");tDeque.addLast(ele);notEmpty.signal();return true;} finally {lock.unlock();}}//获取大小public int size() {lock.lock();try {return tDeque.size();} finally {lock.unlock();}}
}

2.写线程池

@Slf4j
class ThreadPool {//任务队列private BlockQueue<Runnable> taskQueue;//线程集合 我们需要对线程做一个包装private HashSet<Worker> workers = new HashSet<>();//核心线程数量private long coreSize;//超时时间private long timeout;//时间单位private TimeUnit timeUnit;//自定义拒绝策略//private RejectPolicy rejectPolicy;public ThreadPool(int queueCapacity,long coreSize,long timeout,TimeUnit timeUnit){taskQueue = new BlockQueue<>(queueCapacity);this.coreSize = coreSize;this.timeout = timeout;this.timeUnit = timeUnit;}//执行任务public void execute(Runnable task){//当任务数量尚未超过coreSizesynchronized (workers){if (workers.size() < coreSize){log.info("创建工作线程{}",task);Worker worker = new Worker(task);workers.add(worker);worker.start();}else{log.info("加入到任务队列{}",task);//有可能会阻塞在这里 进而将主线程阻塞掉taskQueue.put(task);//这里会有很多种策略自定义策略//1.死等//2.带超时等待//3.让调用者放弃任务执行//4.让调用者抛出异常//5.让调用者自己执行任务//策略模式：操作抽象成接口实现代码是传过来不会写死}}}class Worker extends Thread{private Runnable task;public Worker(Runnable task){this.task = task;}@Overridepublic void run() {while (task != null || (task = taskQueue.poll(timeout,timeUnit)) != null){try {log.info("正在执行...{}",task);//执行任务task.run();}catch (Exception e){System.out.println(e.getMessage());}finally {//不要忘记这一步task = null;}}synchronized (workers){log.info("worker被移除{}",this);workers.remove(this);}}}
}

测试:

[main] INFO com.define.ThreadPool - 创建工作线程com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@65b3120a
[main] INFO com.define.ThreadPool - 创建工作线程com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@4783da3f
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@49097b5d
[Thread-0] INFO com.define.ThreadPool - 正在执行...com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@65b3120a
[main] INFO com.define.BlockQueue - 已加入任务队列
[Thread-1] INFO com.define.ThreadPool - 正在执行...com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@4783da3f
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@6e2c634b
[main] INFO com.define.BlockQueue - 已加入任务队列
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@37a71e93
[main] INFO com.define.BlockQueue - 已加入任务队列
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@7e6cbb7a
[main] INFO com.define.BlockQueue - 已加入任务队列
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@7c3df479
[main] INFO com.define.BlockQueue - 已加入任务队列
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@7106e68e
[main] INFO com.define.BlockQueue - 已加入任务队列
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@7eda2dbb
[main] INFO com.define.BlockQueue - 已加入任务队列
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@6576fe71
[main] INFO com.define.BlockQueue - 已加入任务队列
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@76fb509a
[main] INFO com.define.BlockQueue - 已加入任务队列
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@300ffa5d
[main] INFO com.define.BlockQueue - 已加入任务队列
[main] INFO com.define.ThreadPool - 加入到任务队列com.define.TestPool$$Lambda$1/1880587981@1f17ae12
[main] INFO com.define.BlockQueue - 等待加入任务队列......

测试没什么问题，但是能发现如果当前工作线程都是busy,并且任务队列也满了，当执行put的时候，就会阻塞在这里，put阻塞—>execute阻塞---->main线程阻塞，当然阻塞也是一种方式那如果不想让它阻塞，比如我添加不进去想让他直接丢弃或者抛出异常应该怎么办，那就需要自定义一套拒绝策略，下一节继续。