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1. 如何实现一个线程池？
线程池的概念这里不多说，在讲它的原理前，我们先自己想一下，如果我来写，那如何实现一个线程池？
1.1 线程池的重要变量
首先要定义一个存放所有线程的集合；
另外，每有一个任务分配给线程池，我们就从线程池中分配一个线程处理它。但当线程池中的线程都在运行状态，没有空闲线程时，我们还需要一个队列来存储提交给线程池的任务。
/**存放线程的集合*/
private ArrayList<MyThead> threads;
/**任务队列*/
private ArrayBlockingQueue<Runnable> taskQueue;
初始化一个线程池时，要指定这个线程池的大小；另外，我们还需要一个变量来保存已经运行的线程数目。
/**线程池初始限定大小*/
private int threadNum;
/**已经工作的线程数目*/
private int workThreadNum;
1.2 线程池的核心方法
线程池执行任务
接下来就是线程池的核心方法，每当向线程池提交一个任务时。如果 已经运行的线程<线程池大小，则创建一个线程运行任务，并把这个线程放入线程池；否则将任务放入缓冲队列中。
public void execute(Runnable runnable) {
try {
mainLock.lock();
//线程池未满，每加入一个任务则开启一个线程
if(workThreadNum < threadNum) {
MyThead myThead = new MyThead(runnable);
myThead.start();
threads.add(myThead);
workThreadNum++;
}
//线程池已满，放入任务队列，等待有空闲线程时执行
else {
//队列已满，无法添加时，拒绝任务
if(!taskQueue.offer(runnable)) {
rejectTask();
}
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
}
到这里，一个线程池已经实现的差不多了，我们还有最后一个难点要解决：从任务队列中取出任务，分配给线程池中“空闲”的线程完成。
分配任务给线程的第一种思路
很容易想到一种解决思路：额外开启一个线程，时刻监控线程池的线程空余情况，一旦有线程空余，则马上从任务队列取出任务，交付给空余线程完成。
这种思路理解起来很容易，但仔细思考，实现起来很麻烦（1. 如何检测到线程池中的空闲线程 2. 如何将任务交付给一个.start()运行状态中的空闲线程）。而且使线程池的架构变的更复杂和不优雅。
分配任务给线程的第二种思路
现在我们来讲第二种解决思路：线程池中的所有线程一直都是运行状态的，线程的空闲只是代表此刻它没有在执行任务而已；我们可以让运行中的线程，一旦没有执行任务时，就自己从队列中取任务来执行。
为了达到这种效果，我们要重写run方法，所以要写一个自定义Thread类，然后让线程池都放这个自定义线程类
class MyThead extends Thread{
private Runnable task;
public MyThead(Runnable runnable) {
this.task = runnable;
}
@Override
public void run() {
//该线程一直启动着，不断从任务队列取出任务执行
while (true) {
//如果初始化任务不为空，则执行初始化任务
if(task != null) {
task.run();
task = null;
}
//否则去任务队列取任务并执行
else {
Runnable queueTask = taskQueue.poll();
if(queueTask != null)
queueTask.run();
}
}
}
}
1.3 最后生成的简单线程池
/**
* 自定义简单线程池
*/
public class MyThreadPool{
/**存放线程的集合*/
private ArrayList<MyThead> threads;
/**任务队列*/
private ArrayBlockingQueue<Runnable> taskQueue;
/**线程池初始限定大小*/
private int threadNum;
/**已经工作的线程数目*/
private int workThreadNum;
private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock();
public MyThreadPool(int initPoolNum) {
threadNum = initPoolNum;
threads = new ArrayList<>(initPoolNum);
//任务队列初始化为线程池线程数的四倍
taskQueue = new ArrayBlockingQueue<>(initPoolNum*4);
threadNum = initPoolNum;
workThreadNum = 0;
}
public void execute(Runnable runnable) {
try {
mainLock.lock();
//线程池未满，每加入一个任务则开启一个线程
if(workThreadNum < threadNum) {
MyThead myThead = new MyThead(runnable);
myThead.start();
threads.add(myThead);
workThreadNum++;
}
//线程池已满，放入任务队列，等待有空闲线程时执行
else {
//队列已满，无法添加时，拒绝任务
if(!taskQueue.offer(runnable)) {
rejectTask();
}
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
}
private void rejectTask() {
System.out.println("任务队列已满，无法继续添加，请扩大您的初始化线程池！");
}
public static void main(String[] args) {
MyThreadPool myThreadPool = new MyThreadPool(5);
Runnable task = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行中");
}
};
for (int i = 0; i < 20; i++) {
myThreadPool.execute(task);
}
}
class MyThead extends Thread{
private Runnable task;
public MyThead(Runnable runnable) {
this.task = runnable;
}
@Override
public void run() {
//该线程一直启动着，不断从任务队列取出任务执行
while (true) {
//如果初始化任务不为空，则执行初始化任务
if(task != null) {
task.run();
task = null;
}
//否则去任务队列取任务并执行
else {
Runnable queueTask = taskQueue.poll();
if(queueTask != null)
queueTask.run();
}
}
}
}
}
现在我们来总结一下，这个自定义线程池的整个工作过程：
- 初始化线程池，指定线程池的大小。
- 向线程池中放入任务执行。
- 如果线程池中创建的线程数目未到指定大小，则创建我们自定义的线程类放入线程池集合，并执行任务。执行完了后该线程会一直监听队列
- 如果线程池中创建的线程数目已满，则将任务放入缓冲任务队列
- 线程池中所有创建的线程，都会一直从缓存任务队列中取任务，取到任务马上执行
