一文读懂线程池的工作原理(故事白话文)

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前言

本文以程序员做需求的例子,比喻线程池的工作过程。以故事白话的方式展开,跟大家阐述线程池工作原理,以方便大家更好理解线程池,谢谢阅读哈~

  • 什么是线程池?
  • 什么是核心线程?
  • 什么是阻塞队列?
  • 什么是非核心线程?
  • 什么是空闲存活时间?
  • 什么是饱和策略?
  • 线程池工作原理流程图&源码概览

github地址,感谢每一颗Star

https://github.com/whx123/JavaHome

什么是线程池?

「小田螺」 勤勤恳恳,任劳任怨,夜以继日地工作着。终于有一天,他晋升为公司的主管,负责公司日常业务。

风轻云淡的一天,老板找到了小田螺,“我们公司员工越来越多了,我想搞个「员工管理系统」,你那边安排一下哈,要在一个月后完成。” 小田螺拍拍胸口,没问题!

因为当前公司还没有程序员,所以小田螺快马加鞭打开「猪八戒网」,提交员工管理系统需求,等待不久,「开发者(名字,线程A)」 接单,谈好合同,开始开发,系统交付...一系列流程下来,并且一个月过后,一个五脏俱全的员工管理系统终于完成了...老板对此大加赞赏~

过了不久,老板再次发话,“公司越来越多人迟到了,我们再搞个「考勤系统」吧!" 小田螺接到任务,马上又开始上猪八戒网,提需求找人开发,这次来了「线程B接单」......

逝者如斯,月底了,老板又提出开发个薪酬系统需求...小田螺听了头皮发麻,one day day的,重复去网上找人开发!“为了节省成本,不如我们雇佣几个程序员(线程a,b,c),成立自己的IT技术部门吧!我们就管IT部门叫「线程池」吧!”老板听了,一拍即合!!!

线程池就是管理线程的池子,当有任务要处理时,不用频繁创建新线程,而是从池子拿个线程出来处理。当任务执行完,线程并不会被销毁,而是在等待下一个任务。因此可以节省资源,提高响应速度。

什么是核心线程?

「线程池」IT部门成立后,雇佣了几个与公司有正式合同关系的员工a,b,c,「小田螺」管他们几个正式员工做「核心线程」。当老板提一个需求过来,小田螺就把需求分配给「手上没活干」的线程处理...

什么是阻塞队列?

一天早上,老板睡眼惺忪。来到公司后,一口气提了「四个需求」,a,b,c 按顺领完任务后,发现还剩余一个需求任务。这个怎么安排呢?难道又去「猪八戒兼职网」找人嘛?成立了「线程池IT部门」,还去找人(找线程干活),会被人笑落大牙的!

聪明的小田螺想到一个好办法,我们可以搞个DPMS需求池,把还没分配的需求,放进待完成的DPMS需求池里面吧,等到a,b,c谁先干完活,再把这个任务领走。这个DPMS需求池,我们给它取名「阻塞队列」,英文名叫「WorkQueue」吧!

什么是非核心线程?

又在一个晴空万里的午后,老板喝了一杯咖啡,闲来没事,就跑去「阻塞队列」(DPMS需求池)看看,一看就傻帽了!!需求池堆积了几十个需求,排期都是满满的了。老板马上叫「小田螺进来办公室」,以商量如何处理这些需求任务。

“要不,我们雇佣多几个员工(搞多几个「核心线程」)?”  “不行不行,公司财务「开销」有点大!”

“要不然,我们要求业务提少点任务需求?(「请求少点」)” “你是不是傻,请求少点,不是自断财路嘛?你回家想想办法先吧!!”老板放大了他的嗓门~

小田螺回家闭目让神,每天早早就睡觉,两耳不闻窗外事...终于有一天,在一个梦香里,他想到了一个好办法。

“老板,我们可以去别的公司(「外包公司」)雇佣几个员工(假设名字为d,e,f,g)一段时间,让它们来做「DPMS需求池(阻塞队列)」 里面的需求。等到做完需求,再派他们回去就好啦。” 老板一听就乐了,这个方案好,心里美滋滋:「需求的活有人干了,公司财务又省钱,两全其美呀」~ 这几个派遣来的外包员工(d,e,f,g),我们就把它叫做「非核心线程」吧。

什么是空闲时间?

自从来了d,e,f,g外包员工(「非核心线程」),老板长舒一口气,这么多活,终于有人干了。

但是呢,又有一天,到了7点所谓的下班时间,老板走出办公室,发现「线程池」IT部门的员工,都走得七七八八了。心里一怒:「这帮粉肠,怎么一到下班时间就跑,工作这么不饱和了」?他随手点进DPMS需求池,才发现,原来需求都被做完了。。。还有一堆外包同事(非核心线程)要发工资呢,这波亏大了~

第二天,小田螺被「秘密」叫进了老板办公室,既然DPMS需求池都已经没需求了。我们准备派外包同事(非核心线程)回去吧?但是呢一般,需求一没有,就马上让他们回去(「线程回收」),如果需求一下子又来,就有点hold不住了...

“要不酱紫,我们等需求池空的时候,隔个15天还是10天,再让外包同事(「非核心线程」)回去吧?” 这个定义的15天或者10天,就是「线程空闲存活时间」

什么是饱和策略?

在临近双11的时候,不仅老板提了良多需求,新来的运营小姐姐们,也提了好多好多的需求。新需求如源头活水,滚滚的来~

首先呢,「线程池」IT部门a,b,c三个正式员工(核心线程)都忙于处理需求(「请求」),接着,DPMS需求池(「阻塞队列」)也被挤满了,最后呢,连d,e,f,g外包同事(「非核心线程」)也忙得不可开交。

这时候,需求还是做不完,怎么办呢?双11赶着上线呢?小田螺愁眉苦脸,从「潮起愁到潮落」...

没办法了,只能动用「饱和策略」啦。比如「丢弃需求任务」「抛异常,告诉老板别加需求了」「丢弃需求池最老的需求任务」?还是「交给提需求的人自己处理」

最后老板决定,「拒绝再提新的需求」,于是「线程池」IT部门还是正常运行~

线城池的饱和策略事件,主要有四种类型

  • AbortPolicy(抛出一个异常,默认的)
  • DiscardPolicy(新提交的任务直接被抛弃)
  • DiscardOldestPolicy(丢弃队列里最老的任务,将当前这个任务继续提交给线程池)
  • CallerRunsPolicy(交给线程池调用所在的线程进行处理,即将某些任务回退到调用者)

线程池工作原理流程图 & 源码概览

故事讲完啦,再复习下线程池工作流程图吧~一文读懂线程池的工作原理(故事白话文)

有兴趣的朋友,源码也可以看下哈~

  if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        int c = ctl.get();
        //判断当前活跃线程数是否小于corePoolSize
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            //如果小于,则调用addWorker创建线程执行任务
            if (addWorker(commandtrue))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        //如果大于等于corePoolSize,则将任务添加到workQueue队列。
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
        //如果放入workQueue队列失败,则创建非核心线程执行任务    
        else if (!addWorker(commandfalse))
            //(如果这时创建线程失败(当前线程数大于等于maximumPoolSize时))
            调用reject拒绝接受任务
            reject(command);

END

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原文始发于微信公众号(Java笔记虾):一文读懂线程池的工作原理(故事白话文)