1 自定义线程池
实现步骤
- 首先要定义一个存放所有线程的集合，每当有任务分配给线程池，我们就从线程池中分配一个线程处理它
- 但是当线程池中的线程都在运行状态，没有空闲线程时，此时有任务传给线程池是没有空闲线程执行它的，因此我们还需要一个阻塞队列来存储提交给线程池的任务
补充说明
- 利用函数式接口来实现用户自定义拒绝策略
- 没有实现jdk中的救急线程
2 实现步骤
2.1 自定义拒绝策略接口
@FunctionalInterface
interface RejectPolicy<T> {
void reject(BlockingQueue<T> queue,T task);
}
2.2 自定义阻塞队列
- 使用一个双向队列来存储任务
- 使用ReentrantLock以及它的条件变量来加锁
@Slf4j(topic = "blockingQueue")
class BlockingQueue<T> {
// 1.任务队列
private Deque<T> queue = new ArrayDeque<>();
// 2.锁，保护队列头的元素
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 3.生产者条件变量，队列满生产者等待
private Condition fullWaitSet = lock.newCondition();
// 4.消费者条件变量，队列空生产者等待
private Condition emptyWaitSet = lock.newCondition();
// 5.容量
private int capcity;
public BlockingQueue(int capcity) {
this.capcity = capcity;
}
// 带超时的阻塞获取
public T poll(long timeout, TimeUnit unit) {
lock.lock();
try {
// 将timeout统一转换为纳秒
long nanos = unit.toNanos(timeout);
while (queue.isEmpty()) {
try {
if (nanos <= 0) {
return null;
}
// 返回的剩余时间,防止虚假唤醒问题
nanos = emptyWaitSet.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
T t = queue.removeFirst();
fullWaitSet.signal();
return t;
} finally {
lock.unlock();
}
}
// 阻塞获取
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 element) {
lock.lock();
try {
while (queue.size() == capcity) {
try {
log.debug("等待任务加入任务队列 {}",element);
fullWaitSet.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
log.debug("加入任务队列: {}",element);
queue.addLast(element);
emptyWaitSet.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
// 带超时的阻塞添加
public boolean offer(T element,long timeout,TimeUnit timeUnit) {
lock.lock();
try {
while (queue.size() == capcity) {
long nanos = timeUnit.toNanos(timeout);
try {
log.debug("等待任务加入任务队列 {}",element);
if (nanos <= 0) {
return false;
}
nanos = fullWaitSet.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
log.debug("加入任务队列: {}",element);
queue.addLast(element);
emptyWaitSet.signal();
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}
// 获取大小
public int size() {
lock.lock();
try {
return queue.size();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void tryPut(RejectPolicy<T> rejectPolicy, T task) {
lock.lock();
try {
// 判断队列是否已满
if (queue.size() == capcity) {
rejectPolicy.reject(this,task);
} else {
// 有空闲
log.debug("加入任务队列 {}",task);
queue.addLast(task);
emptyWaitSet.signal();
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
2.3 自定义线程池
- 利用函数式接口能让用户提供五种拒绝策略
- 一直等待
- 带超时等待
- 让调用者放弃任务执行
- 让调用着抛出异常
- 让调用者自己执行任务
@Slf4j(topic = "ThreadPool")
class ThreadPool {
// 任务队列
private BlockingQueue<Runnable> taskQueue;
// 线程集合
private HashSet<Worker> workers = new HashSet<>();
// 核心线程数
private int coreSize;
// 获取任务的超时时间
private long timeout;
private TimeUnit timeUnit;
private RejectPolicy<Runnable> rejectPolicy;
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;
}
// 执行任务
public void execute(Runnable task) {
// 当任务书没有超过coreSize，直接交给worker执行
// 超过加入任务队列缓存
synchronized (workers) {
if (workers.size() < coreSize) {
Worker worker = new Worker(task);
log.debug("新增worker: {},task: {}",worker,task);
workers.add(worker);
worker.start();
} else {
// taskQueue.put(task);
// 1.一直等待
// 2.带超时等待
// 3.让调用者放弃任务执行
// 4.让调用着抛出异常
// 5.让调用者自己执行任务
taskQueue.tryPut(rejectPolicy,task);
}
}
}
class Worker extends Thread {
private Runnable task;
public Worker(Runnable task) {
this.task = task;
}
@Override
public void run() {
// 执行任务
while (task != null
// || (task = taskQueue.take()) != null // 不带超时会一直空转
|| (task = taskQueue.poll(timeout,timeUnit)) != null
) {
try {
log.debug("正在执行任务: {}",task);
task.run();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
task = null;
}
}
synchronized (workers) {
log.debug("work被移除: {}",this);
workers.remove(this);
}
}
}
}
3 测试
@Slf4j(topic = "test")
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ThreadPool threadPool = new ThreadPool(
1, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS, 2,
((queue, task) -> {
// 1.死等
// queue.put(task);
// 2.带超时等待
// queue.offer(task,1500,TimeUnit.MILLISECONDS);
// 3.让调用者放弃任务执行
// log.debug("抛弃任务");
// 4.让调用着抛出异常,抛出异常，接下来的task都不会执行
// throw new RuntimeException("任务执行失败"+task);
// 5.让调用者自己执行任务
task.run();
})
);
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int j = i;
threadPool.execute(() -> {
try {
Thread.sleep(1000); // 等待时间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// log.debug("第{}个线程正在执行",j);
});
}
}
}