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JUC學習-執行緒池部分

2023-02-22 07:01:23 後端開發

自定義執行緒池

package com.appletree24;  
  
import java.util.ArrayDeque;  
import java.util.Deque;  
import java.util.HashSet;  
import java.util.concurrent.ExecutionException;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
import java.util.concurrent.locks.Condition;  
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;  
  
class Main {  
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {  
        ThreadPool threadPool = new ThreadPool(2, 1000, TimeUnit.MICROSECONDS, 5, (queue, task) -> {  
            //帶超時等待  
//            queue.offer(task,500,TimeUnit.MILLISECONDS);  
        });  
        for (int i = 0; i < 10; i++) {  
            int j = i;  
            threadPool.execute(() -> {  
                try {  
                    Thread.sleep(1000L);  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
                System.out.println(j);  
            });  
        }  
    }  
}  
  
//策略模式介面 此處使用策略模式是因為在實作拒絕策略時,有許多種拒絕的方式,這些方式如果不使用恰當的模式,就需要大量的if..else來撰寫  
//且方式數量大于4個,會造成類膨脹的問題,推薦使用混合模式  
//https://www.runoob.com/design-pattern/strategy-pattern.html  
@FunctionalInterface  
interface RejectPolicy<T> {  
    void reject(BlockingQueue<T> queue, T task);  
}  
  
class ThreadPool {  
    //任務佇列  
    private BlockingQueue<Runnable> taskQueue;  
    //執行緒集合  
    private HashSet<Worker> workers = new HashSet<>();  
  
    //執行緒數  
    private int coreSize;  
  
    //超時時間  
    private long timeout;  
  
    private TimeUnit timeUnit;  
    private RejectPolicy<Runnable> rejectPolicy;  
  
    //執行任務  
    public void execute(Runnable task) {  
        //當任務數未超過核心執行緒數時,直接交給Worker物件執行  
        //如果超過,則加入阻塞任務佇列,暫存起來  
        synchronized (workers) {  
            if (workers.size() < coreSize) {  
                Worker worker = new Worker(task);  
                workers.add(worker);  
                worker.start();  
            } else {  
                //第一種選擇死等  
//                taskQueue.put(task);  
                //第二種為超時等待  
                //第三種為消費者放棄任務執行  
                //第四種為主執行緒拋出例外  
                //第五種讓呼叫者自行執行任務  
                taskQueue.tryPut(rejectPolicy, task);  
            }  
        }  
    }  
  
    public ThreadPool(int coreSize, long timeout, TimeUnit timeUnit, int queueCapcity, RejectPolicy<Runnable> rejectPolicy) {  
        this.coreSize = coreSize;  
        this.timeout = timeout;  
        this.timeUnit = timeUnit;  
        this.taskQueue = new BlockingQueue<>(queueCapcity);  
        this.rejectPolicy = rejectPolicy;  
    }  
  
    class Worker extends Thread {  
        private Runnable task;  
  
        public Worker(Runnable task) {  
            this.task = task;  
        }  
  
        @Override  
        public void run() {  
            //執行任務  
            //1.當傳遞過來的task不為空,執行任務  
            //2.當task執行完畢,再接著取下一個任務并執行  
            while (task != null || (task = taskQueue.poll(1000, TimeUnit.MILLISECONDS)) != null) {  
                try {  
                    task.run();  
                } catch (Exception e) {  
                    e.printStackTrace();  
                } finally {  
                    task = null;  
                }  
            }  
            synchronized (workers) {  
                workers.remove(this);  
            }  
        }  
    }  
}  
  
class BlockingQueue<T> {  
    //1. 任務佇列  
    private final Deque<T> queue = new ArrayDeque<>();  
  
    //2. 鎖  
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();  
  
    //3. 生產者條件變數  
    private final Condition fullWaitSet = lock.newCondition();  
  
    //4. 消費者條件變數  
    private final Condition emptyWaitSet = lock.newCondition();  
  
    //5. 容量上限  
    private int capcity;  
  
    public BlockingQueue(int capcity) {  
        this.capcity = capcity;  
    }  
  
    //帶超時的等待獲取  
    public T poll(long timeout, TimeUnit unit) {  
        lock.lock();  
        long nanos = unit.toNanos(timeout);  
        try {  
            while (queue.isEmpty()) {  
                try {  
                    if (nanos <= 0) {  
                        return null;  
                    }  
                    nanos = emptyWaitSet.awaitNanos(nanos);  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
            T t = queue.removeFirst();  
            fullWaitSet.signal();  
            return t;  
        } finally {  
            lock.unlock();  
        }  
    }  
  
    //消費者拿取任務的方法  
    public T take() {  
        lock.lock();  
        try {  
            while (queue.isEmpty()) {  
                try {  
                    emptyWaitSet.await();  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
            T t = queue.removeFirst();  
            fullWaitSet.signal();  
            return t;  
        } finally {  
            lock.unlock();  
        }  
    }  
  
    //阻塞添加  
    public void put(T task) {  
        lock.lock();  
        try {  
            while (queue.size() == capcity) {  
                try {  
                    fullWaitSet.await();  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
            queue.offerLast(task);  
            //添加完后喚醒消費者等待  
            emptyWaitSet.signal();  
        } finally {  
            lock.unlock();  
        }  
    }  
  
    //帶超時時間的阻塞添加  
    public boolean offer(T task, long timeout, TimeUnit unit) {  
        lock.lock();  
        try {  
            long nanos = unit.toNanos(timeout);  
            while (queue.size() == capcity) {  
                try {  
                    if (nanos <= 0) return false;  
                    nanos = fullWaitSet.awaitNanos(nanos);  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
            queue.offerLast(task);  
            //添加完后喚醒消費者等待  
            emptyWaitSet.signal();  
            return true;  
        } finally {  
            lock.unlock();  
        }  
    }  
  
  
    //獲取當前阻塞佇列大小  
    public int size() {  
        lock.lock();  
        try {  
            return queue.size();  
        } finally {  
            lock.unlock();  
        }  
    }  
  
    public void tryPut(RejectPolicy<T> rejectPolicy, T task) {  
        lock.lock();  
        try {  
            //判斷佇列是否已滿  
            if (queue.size() == capcity) {  
                rejectPolicy.reject(this, task);  
            } else {  
                queue.addLast(task);  
                emptyWaitSet.signal();  
            }  
        } finally {  
            lock.unlock();  
        }  
    }  
}

上述的自定義執行緒池雖然能夠執行完畢主執行緒給予的任務,但任務全部執行結束后,開辟的執行緒池內核心執行緒仍然在運行,并沒有結束,這是因為目前執行緒池中的take方法仍然為不會有超時等待的take方法,造成了死等,需要為其加入超時停止的功能,也就是替代take()的poll()

JDK自帶執行緒池

介紹

image.png
ThreadPoolExecutor使用int的高三位表示執行緒池狀態,低29位表示執行緒數量
image.png
image.png
在ThreadPoolExecutor中,同樣也存在拒絕策略,其圖結構如下:
image.png
其中介面就對應著在自定義執行緒池中實作的策略模式介面,下面的四個實作類就對應著四種不同的拒絕方式:
image.png

利用工具類創建固定大小執行緒池

image.png

利用工具類創建帶緩沖的執行緒池

image.png
從原始碼可以看出,帶緩沖的執行緒池中緩沖佇列的使用的是一個名為SynchronousQueue的佇列,這個佇列的特點如下:佇列不具有容量,當沒有執行緒來取時,是無法對其內部放入資料的,例如佇列內部已有一個數字1,但此時沒有執行緒取走,則線此佇列目前并不能繼續存入資料,直到1被取走

利用工具類創建單執行緒執行緒池

image.png
從原始碼可以看出,單執行緒執行緒池中核心執行緒數與最大執行緒數相等,即不存在應急執行緒,只能解決一個任務
那么這個執行緒池和我自己創建一個執行緒的執行緒池有什么區別呢?區別如下:
image.png

ThreadPoolExecutor-submit method

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {  
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);  
    Future<String> result = pool.submit(() -> {  
        System.out.println("running");  
        Thread.sleep(1000);  
        return "ok";  
    });  
    System.out.println(result.get());  
}

submit方法可以傳入Runnable和Callable型別的引數,并且將執行緒內部所執行任務的結果回傳,用Future包裝

ThreadPoolExecutor-invokeAll

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {  
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);  
    List<Future<String>> results = pool.invokeAll(Arrays.asList(() -> {  
                System.out.println("begin");  
                Thread.sleep(1000);  
                return "1";  
            },  
            () -> {  
                System.out.println("begin");  
                Thread.sleep(500);  
                return "2";  
            }));  
    results.forEach(f -> {  
        try {  
            System.out.printf(f.get());  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (ExecutionException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    });  
}

invokeAll方法可以傳入任務的集合,同樣的任務的回傳值也會以串列形式回傳

ThreadPoolExecutor-invokeAny

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {  
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);  
    String result = pool.invokeAny(Arrays.asList(() -> {  
                System.out.println("begin");  
                Thread.sleep(1000);  
                return "1";  
            },  
            () -> {  
                System.out.println("begin");  
                Thread.sleep(500);  
                return "2";  
            }));  
    pool.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);  
    System.out.println(result);  
}

invokeAny方法同樣可以傳入任務的集合,只不過最后回傳的結果并不是任務的結果集合,而是最早完成的那個任務的結果,

ThreadPoolExecutor-shutdown

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {  
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);  
    List<Future<String>> results = pool.invokeAll(Arrays.asList(() -> {  
                System.out.println("begin");  
                Thread.sleep(1000);  
                return "1";  
            },  
            () -> {  
                System.out.println("begin");  
                Thread.sleep(500);  
                return "2";  
            }));  
    pool.shutdown();  
    results.forEach(f -> {  
        try {  
            System.out.println(f.get());  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (ExecutionException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    });  
}

shutdown方法會將執行緒池的狀態變為SHUTDOWN

  • 不會接受新任務
  • 但已提交的任務會執行完
  • 此方法不會阻塞呼叫執行緒的執行

ThreadPoolExecutor-shutdownNow

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {  
    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);  
    List<Future<String>> results = pool.invokeAll(Arrays.asList(() -> {  
                System.out.println("begin");  
                Thread.sleep(1000);  
                return "1";  
            },  
            () -> {  
                System.out.println("begin");  
                Thread.sleep(500);  
                return "2";  
            }));  
    List<Runnable> runnables = pool.shutdownNow();  
    results.forEach(f -> {  
        try {  
            System.out.println(f.get());  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (ExecutionException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    });  
}

shutdownNow方法會將執行緒池狀態變為STOP

  • 不會接受新任務
  • 會將佇列中現有的任務回傳
  • 并且用interrupt方法中斷正在執行的任務

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/houduan/544559.html

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    uj5u.com 2020-09-10 01:00:19 more
  • C/C++編程筆記:關于C++的參考型別,專供新手入門使用

    今天要講的是C++中我最喜歡的一個用法——參考,也叫別名。 參考就是給一個變數名取一個變數名,方便我們間接地使用這個變數。我們可以給一個變數創建N個參考,這N + 1個變數共享了同一塊記憶體區域。(參考型別的變數會占用記憶體空間,占用的記憶體空間的大小和指標型別的大小是相同的。雖然參考是一個物件的別名,但 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:22 more
  • 【C/C++編程筆記】從頭開始學習C ++:初學者完整指南

    眾所周知,C ++的學習曲線陡峭,但是花時間學習這種語言將為您的職業帶來奇跡,并使您與其他開發人員區分開。您會更輕松地學習新語言,形成真正的解決問題的技能,并在編程的基礎上打下堅實的基礎。 C ++將幫助您養成良好的編程習慣(即清晰一致的編碼風格,在撰寫代碼時注釋代碼,并限制類內部的可見性),并且由 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:41 more
最新发布
  • Rust中的智能指標:Box<T> Rc<T> Arc<T> Cell<T> RefCell<T> Weak

    Rust中的智能指標是什么 智能指標(smart pointers)是一類資料結構,是擁有資料所有權和額外功能的指標。是指標的進一步發展 指標(pointer)是一個包含記憶體地址的變數的通用概念。這個地址參考,或 ” 指向”(points at)一些其 他資料 。參考以 & 符號為標志并借用了他們所 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:10 more
  • Java的值傳遞和參考傳遞

    值傳遞不會改變本身,參考傳遞(如果傳遞的值需要實體化到堆里)如果發生修改了會改變本身。 1.基本資料型別都是值傳遞 package com.example.basic; public class Test { public static void main(String[] args) { int ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:04 more
  • [2]SpinalHDL教程——Scala簡單入門

    第一個 Scala 程式 shell里面輸入 $ scala scala> 1 + 1 res0: Int = 2 scala> println("Hello World!") Hello World! 檔案形式 object HelloWorld { /* 這是我的第一個 Scala 程式 * 以 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:58 more
  • 理解函式指標和回呼函式

    理解 函式指標 指向函式的指標。比如: 理解函式指標的偽代碼 void (*p)(int type, char *data); // 定義一個函式指標p void func(int type, char *data); // 宣告一個函式func p = func; // 將指標p指向函式func ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:52 more
  • Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式

    本文首發于公眾號:Hunter后端 原文鏈接:Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式 日期函式主要介紹兩個大類,Extract() 和 Trunc() Extract() 函式作用是提取日期,比如我們可以提取一個日期欄位的年份,月份,日等資料 Trunc() 的作用則是截取,比如 2022-0 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:45 more
  • 一天吃透JVM面試八股文

    什么是JVM? JVM,全稱Java Virtual Machine(Java虛擬機),是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實作的。由一套位元組碼指令集、一組暫存器、一個堆疊、一個垃圾回收堆和一個存盤方法域等組成。JVM屏蔽了與作業系統平臺相關的資訊,使得Java程式只需要生成在Java虛擬機 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:31 more
  • 使用Java接入小程式訂閱訊息!

    更新完微信服務號的模板訊息之后,我又趕緊把微信小程式的訂閱訊息給實作了!之前我一直以為微信小程式也是要企業才能申請,沒想到小程式個人就能申請。 訊息推送平臺🔥推送下發【郵件】【短信】【微信服務號】【微信小程式】【企業微信】【釘釘】等訊息型別。 https://gitee.com/zhongfuch ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:59 more
  • java -- 緩沖流、轉換流、序列化流

    緩沖流 緩沖流, 也叫高效流, 按照資料型別分類: 位元組緩沖流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream 字符緩沖流:BufferedReader,BufferedWriter 緩沖流的基本原理,是在創建流物件時,會創建一個內置的默認大小的緩沖區陣列,通過緩沖 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說,人太懶了,現在基本都不喜歡寫筆記了,但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的,寫的注釋挺全的,應該直接看得懂,就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景:視頻分段傳輸、視頻多段傳輸(理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發,從基本到高級概念,包括簡介,UWP,第一個應用程式,商店,XAML控制元件,資料系結,XAML性能,自適應設計,自適應UI,自適應代碼,檔案管理,SQLite資料庫,應用程式到應用程式通信,應用程式本地化,應用程式 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:35 more