Java一个简单的线程池实现详解编程语言

线程池代码

import java.util.List; 
import java.util.Vector; 
public class ThreadPool  
{ 
    private static ThreadPool instance_ = null; 
    //定义优先级别常数，空闲的线程按照优先级不同分别存放在三个vector中 
    public static final int LOW_PRIORITY = 0;  
    public static final int NORMAL_PRIORITY = 1; 
    public static final int HIGH_PRIORITY = 2; 
    //保存空闲线程的List，或者说它是"池" 
    private List<PooledThread>[] idleThreads_;   
    private boolean shutDown_ = false; 
    private int threadCreationCounter_; //以创建的线程的个数 
    private boolean debug_ = false;    //是否输出调试信息 
    //构造函数，因为这个类视作为singleton实现的，因此构造函数为私有 
    private ThreadPool()  
    {        
        // 产生空闲线程.三个vector分别存放分别处在三个优先级的线程的引用 
        List[] idleThreads = {new Vector(5), new Vector(5), new Vector(5)}; 
        idleThreads_ = idleThreads; 
        threadCreationCounter_ = 0; 
    } 
     
    public int getCreatedThreadsCount() { 
        return threadCreationCounter_; 
    } 
    //通过这个函数得到线程池类的实例 
    public static ThreadPool instance() { 
        if (instance_ == null) 
            instance_ = new ThreadPool(); 
        return instance_; 
    } 
     
    public boolean isDebug() { 
        return debug_; 
    } 
     
    //将线程repoolingThread从新放回到池中，这个方式是同步方法。 
    //这个方法会在多线程的环境中调用，设计这个方法的目的是让工作者线程 
    //在执行完target中的任务后，调用池类的repool()方法， 
    //将线程自身从新放回到池中。只所以这么做是因为线程池并不能预见到 
    //工作者线程何时会完成任务。参考PooledThread的相关代码。 
    protected synchronized void repool(PooledThread repoolingThread) 
    { 
        if (!shutDown_)  
        { 
            if (debug_) 
            { 
                System.out.println("ThreadPool.repool() : repooling "); 
            } 
            switch (repoolingThread.getPriority()) 
            { 
                case Thread.MIN_PRIORITY : 
                { 
                    idleThreads_[LOW_PRIORITY].add(repoolingThread); 
                    break; 
                } 
                case Thread.NORM_PRIORITY : 
                { 
                    idleThreads_[NORMAL_PRIORITY].add(repoolingThread); 
                    break; 
                } 
                case Thread.MAX_PRIORITY : 
                { 
                    idleThreads_[HIGH_PRIORITY].add(repoolingThread); 
                    break; 
                } 
                default : 
                    throw new IllegalStateException("Illegal priority found while repooling a Thread!"); 
            } 
            notifyAll();//通知所有的线程 
        } 
        else  
        { 
            if (debug_) 
            { 
                System.out.println("ThreadPool.repool() : Destroying incoming thread."); 
            } 
            repoolingThread.shutDown();//关闭线程 
        } 
        if (debug_)  
        { 
            System.out.println("ThreadPool.recycle() : done."); 
        } 
    } 
     
    public void setDebug(boolean newDebug)  
    { 
        debug_ = newDebug; 
    } 
     
    //停止池中所有线程 
    public synchronized void shutdown() 
    { 
        shutDown_ = true; 
        if (debug_) 
        { 
            System.out.println("ThreadPool : shutting down "); 
        } 
        for (int prioIndex = 0; prioIndex <= HIGH_PRIORITY; prioIndex++) 
        { 
            List prioThreads = idleThreads_[prioIndex]; 
            for (int threadIndex = 0; threadIndex < prioThreads.size(); threadIndex++) 
            { 
                PooledThread idleThread = (PooledThread) prioThreads.get(threadIndex); 
                idleThread.shutDown(); 
            } 
        } 
        notifyAll(); 
        if (debug_) 
        { 
            System.out.println("ThreadPool : shutdown done."); 
        } 
    } 
     
    //以Runnable为target，从池中选择一个优先级为priority的线程创建线程 
    //并让线程运行。 
    public synchronized void start(Runnable target, int priority) 
    { 
        PooledThread thread = null;  //被选出来执行target的线程 
        List idleList = idleThreads_[priority]; 
        if (idleList.size() > 0)  
        { 
            //如果池中相应优先级的线程有空闲的，那么从中取出一个 
            //设置它的target，并唤醒它 
            //从空闲的线程队列中获取 
            int lastIndex = idleList.size() - 1; 
            thread = (PooledThread) idleList.get(lastIndex); 
            idleList.remove(lastIndex); 
            thread.setTarget(target); 
        } 
        //池中没有相应优先级的线程 
        else  
        {  
            threadCreationCounter_++; 
            // 创建新线程， 
            thread = new PooledThread(target, "PooledThread #" + threadCreationCounter_, this); 
            // 新线程放入池中 
            switch (priority)  
            { 
                case LOW_PRIORITY : 
                { 
                    thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); 
                    break; 
                } 
                case NORMAL_PRIORITY : 
                { 
                    thread.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY); 
                    break; 
                } 
                case HIGH_PRIORITY : 
                { 
                    thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); 
                    break; 
                } 
                default : 
                { 
                    thread.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY); 
                    break; 
                } 
            } 
            //启动这个线程 
            thread.start(); 
        } 
    } 
}

工作者线程代码：

public class PooledThread extends Thread  
{ 
    private ThreadPool pool_;  // 池中线程需要知道自己所在的池 
    private Runnable target_;   // 线程的任务 
    private boolean shutDown_ = false; 
    private boolean idle_ = false;//设置是否让线程处于等待状态 
     
    private PooledThread() { 
        super(); 
    } 
     
    private PooledThread(Runnable target) 
    { 
        super(target); //初始化父类 
    } 
     
    private PooledThread(Runnable target, String name)  
    { 
        super(target, name); 
    } 
     
    public PooledThread(Runnable target, String name, ThreadPool pool) 
    { 
        super(name); 
        pool_ = pool; 
        target_ = target; 
    } 
     
    private PooledThread(String name)  
    { 
        super(name);//初始化父类 
    } 
     
    private PooledThread(ThreadGroup group, Runnable target) 
    { 
        super(group, target); 
    } 
     
    private PooledThread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)  
    { 
        super(group, target, name); 
    } 
     
    private PooledThread(ThreadGroup group, String name)  
    { 
        super(group, name); 
    } 
     
    public java.lang.Runnable getTarget()  
    { 
        return target_; 
    } 
     
    public boolean isIdle()  
    { 
        return idle_;//返回当前的状态 
    } 
     
    //工作者线程与通常线程不同之处在于run()方法的不同。通常的线程， 
    //完成线程应该执行的代码后，自然退出，线程结束。 
    //虚拟机在线程结束后收回分配给线程的资源，线程对象被垃圾回收。] 
    //而这在池化的工作者线程中是应该避免的，否则线程池就失去了意义。 
    //作为可以被放入池中并重新利用的工作者线程，它的run()方法不应该结束， 
    //随意，在随后可以看到的实现中，run()方法执行完target对象的代码后， 
    //就将自身repool()，然后调用wait()方法，使自己睡眠而不是退出循环和run()。 
    //这就使线程池实现的要点。 
    public void run()  
    { 
        // 这个循环不能结束，除非池类要求线程结束 
        // 每一次循环都会执行一次池类分配给的任务target 
        while (!shutDown_)  
        {   
            idle_ = false; 
            if (target_ != null)  
            { 
                target_.run();  // 运行target中的代码 
            } 
            idle_ = true; 
            try  
            { 
                //线程通知池重新将自己放回到池中 
                pool_.repool(this);  //  
                //进入池中后睡眠，等待被唤醒执行新的任务， 
                //这里是线程池中线程于普通线程的run()不同的地方。 
                synchronized (this)  
                { 
                    wait(); 
                } 
            } 
            catch (InterruptedException ie) 
            { 
            } 
            idle_ = false; 
        } 
        //循环这里不能结束，否则线程结束，资源被VM收回， 
        //就无法起到线程池的作用了 
    } 
     
     
    public synchronized void setTarget(java.lang.Runnable newTarget)  
    {//设置新的target，并唤醒睡眠中的线程 
        target_ = newTarget;  // 新任务 
        notifyAll();          // 唤醒睡眠的线程 
    } 
     
    public synchronized void shutDown() 
    { 
        shutDown_ = true; 
        notifyAll(); 
    } 
}

测试代码：

public static void main(String[] args) 
    { 
        System.out.println("Testing ThreadPool "); 
        System.out.println("Creating ThreadPool "); 
        ThreadPool pool = ThreadPool.instance(); 
        pool.setDebug(true); 
        class TestRunner implements Runnable  
        { 
            public int count = 0; 
            public void run()  
            { 
                System.out.println("Testrunner sleeping 5 seconds "); 
                //此方法使本线程睡眠5秒 
                synchronized (this)  
                { 
                    try  
                    { 
                        wait(5000);//等待5秒时间 
                    } 
                    catch (InterruptedException ioe)  
                    { 
                    } 
                } 
                System.out.println("Testrunner leaving  "); 
                count++; 
            } 
        } 
        System.out.println("Starting a new thread "); 
        TestRunner runner = new TestRunner(); 
        pool.start(runner, pool.HIGH_PRIORITY); 
        System.out.println("count : " + runner.count); 
        System.out.println("Thread count : " + pool.getCreatedThreadsCount()); 
        pool.shutdown(); 
    } 
}

结果

Testing ThreadPool 
Creating ThreadPool 
Starting a new thread 
Testrunner sleeping 5 seconds 
count : 0
Thread count : 1
ThreadPool : shutting down 
ThreadPool : shutdown done.
Testrunner leaving  
ThreadPool.repool() : Destroying incoming thread.
ThreadPool.recycle() : done.