這幾天主要是狂看源程序，在彌補了一些曾經知識空白的同一時候，也學會了不少新的知識（比方 NIO）。或者稱為新技術吧。

線程池就是當中之中的一個，一提到線程。我們會想到曾經《操作系統》的生產者與消費者。信號量，同步控制等等。
一提到池。我們會想到數據庫連接池。可是線程池又怎樣呢？


建議：在閱讀本文前，先理一理同步的知識。特別是syncronized同步keyword的使用方法。
關於我對同步的認識。要緣於大三年的一本書。書名好像是 Java 實戰，這本書寫得實在太妙了，真正的從理論到實踐，從截圖分析到.class字節碼分析。哇，我想市場上非常難買到這麽精致的書了。

作為一個Java愛好者。我認為絕對值得一讀。

我對此書印象最深之中的一個的就是：equal()方法。由淺入深。經典！
還有就是同步了，當中提到了我的幾個編程誤區。曾經怎樣使用同步提高性能等等。通過學習，使我對同步的認識進一步加深。

簡介

創建線程有兩種方式：繼承Thread或實現Runnable。Thread實現了Runnable接口，提供了一個空的run()方法，所以不論是繼承Thread還是實現Runnable，都要有自己的run()方法。
一個線程創建後就存在，調用start()方法就開始執行（執行run()方法），調用wait進入等待或調用sleep進入休眠期，順利執行完成或休眠被中斷或執行過程中出現異常而退出。

wait和sleep比較：

若在休眠期還有一線程中斷該線程，則該線程退出。
wait方法有：wait()。wait(long timeout)，wait(long timeout, long nanos)，調用wait方法後，該線程放棄監視資源的全部權進入等待狀態；
wait()：等待有其他的線程調用notify()或notifyAll()進入調度狀態，與其他線程共同爭奪監視。wait()相當於wait(0)。wait(0, 0)。
wait(long timeout)：當其他線程調用notify()或notifyAll()，或時間到達timeout亳秒。或有其他某線程中斷該線程，則該線程進入調度狀態。
wait(long timeout, long nanos)：相當於wait(1000000*timeout + nanos)，僅僅只是時間單位為納秒。

線程池：
多線程技術主要解決處理器單元內多個線程運行的問題，它能夠顯著降低處理器單元的閑置時間，添加處理器單元的吞吐能力。

如果一個server完畢一項任務所需時間為：T1 創建線程時間，T2 在線程中運行任務的時間，T3 銷毀線程時間。

假設：T1 + T3 遠大於 T2，則能夠採用線程池，以提高server性能。
一個線程池包含下面四個基本組成部分：
1、線程池管理器（ThreadPool）：用於創建並管理線程池。包含 創建線程池，銷毀線程池。加入新任務。
2、工作線程（PoolWorker）：線程池中線程。在沒有任務時處於等待狀態，能夠循環的運行任務。
3、任務接口（Task）：每一個任務必須實現的接口。以供工作線程調度任務的運行，它主要規定了任務的入口，任務運行完後的收尾工作，任務的運行狀態等；
4、任務隊列（taskQueue）：用於存放沒有處理的任務。提供一種緩沖機制。

線程池技術正是關註怎樣縮短或調整T1,T3時間的技術，從而提高server程序性能的。它把T1，T3分別安排在server程序的啟動和結束的時間段或者一些空暇的時間段，這樣在server程序處理客戶請求時，不會有T1，T3的開銷了。

線程池不僅調整T1,T3產生的時間段，並且它還顯著降低了創建線程的數目，看一個樣例：

如果一個server一天要處理50000個請求，而且每一個請求須要一個單獨的線程完畢。

在線程池中，線程數通常是固定的，所以產生線程總數不會超過線程池中線程的數目，而如果server不利用線程池來處理這些請求則線程總數為50000。一般線程池大小是遠小於50000。所以利用線程池的server程序不會為了創建50000而在處理請求時浪費時間。從而提高效率。

/** 線程池類，工作線程作為其內部類 **/

package org.ymcn.util;

import java.util.Collections;
import java.util.Date;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

import org.apache.log4j.Logger;

/**
* 線程池
* 創建線程池，銷毀線程池，加入新任務
*
* @author obullxl
*/
public final class ThreadPool {
private static Logger logger = Logger.getLogger(ThreadPool.class);
private static Logger taskLogger = Logger.getLogger("TaskLogger");

private static boolean debug = taskLogger.isDebugEnabled();
// private static boolean debug = taskLogger.isInfoEnabled();
/* 單例 */
private static ThreadPool instance = ThreadPool.getInstance();

public static final int SYSTEM_BUSY_TASK_COUNT = 150;
/* 默認池中線程數 */
public static int worker_num = 5;
/* 已經處理的任務數 */
private static int taskCounter = 0;

public static boolean systemIsBusy = false;

private static List<Task> taskQueue = Collections
.synchronizedList(new LinkedList<Task>());
/* 池中的全部線程 */
public PoolWorker[] workers;

private ThreadPool() {
workers = new PoolWorker[5];
for (int i = 0; i < workers.length; i++) {
workers[i] = new PoolWorker(i);
}
}

private ThreadPool(int pool_worker_num) {
worker_num = pool_worker_num;
workers = new PoolWorker[worker_num];
for (int i = 0; i < workers.length; i++) {
workers[i] = new PoolWorker(i);
}
}

public static synchronized ThreadPool getInstance() {
if (instance == null)
return new ThreadPool();
return instance;
}
/**
* 添加新的任務
* 每添加一個新任務，都要喚醒任務隊列
* @param newTask
*/
public void addTask(Task newTask) {
synchronized (taskQueue) {
newTask.setTaskId(++taskCounter);
newTask.setSubmitTime(new Date());
taskQueue.add(newTask);
/* 喚醒隊列, 開始運行 */
taskQueue.notifyAll();
}
logger.info("Submit Task<" + newTask.getTaskId() + ">: "
+ newTask.info());
}
/**
* 批量添加新任務
* @param taskes
*/
public void batchAddTask(Task[] taskes) {
if (taskes == null || taskes.length == 0) {
return;
}
synchronized (taskQueue) {
for (int i = 0; i < taskes.length; i++) {
if (taskes[i] == null) {
continue;
}
taskes[i].setTaskId(++taskCounter);
taskes[i].setSubmitTime(new Date());
taskQueue.add(taskes[i]);
}
/* 喚醒隊列, 開始運行 */
taskQueue.notifyAll();
}
for (int i = 0; i < taskes.length; i++) {
if (taskes[i] == null) {
continue;
}
logger.info("Submit Task<" + taskes[i].getTaskId() + ">: "
+ taskes[i].info());
}
}
/**
* 線程池信息
* @return
*/
public String getInfo() {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("\nTask Queue Size:" + taskQueue.size());
for (int i = 0; i < workers.length; i++) {
sb.append("\nWorker " + i + " is "
+ ((workers[i].isWaiting()) ? "Waiting." : "Running."));
}
return sb.toString();
}
/**
* 銷毀線程池
*/
public synchronized void destroy() {
for (int i = 0; i < worker_num; i++) {
workers[i].stopWorker();
workers[i] = null;
}
taskQueue.clear();
}

/**
* 池中工作線程
*
* @author obullxl
*/
private class PoolWorker extends Thread {
private int index = -1;
/* 該工作線程是否有效 */
private boolean isRunning = true;
/* 該工作線程能否夠運行新任務 */
private boolean isWaiting = true;

public PoolWorker(int index) {
this.index = index;
start();
}

public void stopWorker() {
this.isRunning = false;
}

public boolean isWaiting() {
return this.isWaiting;
}
/**
* 循環運行任務
* 這或許是線程池的關鍵所在
*/
public void run() {
while (isRunning) {
Task r = null;
synchronized (taskQueue) {
while (taskQueue.isEmpty()) {
try {
/* 任務隊列為空，則等待有新任務增加從而被喚醒 */
taskQueue.wait(20);
} catch (InterruptedException ie) {
logger.error(ie);
}
}
/* 取出任務運行 */
r = (Task) taskQueue.remove(0);
}
if (r != null) {
isWaiting = false;
try {
if (debug) {
r.setBeginExceuteTime(new Date());
taskLogger.debug("Worker<" + index
+ "> start execute Task<" + r.getTaskId() + ">");
if (r.getBeginExceuteTime().getTime()
- r.getSubmitTime().getTime() > 1000)
taskLogger.debug("longer waiting time. "
+ r.info() + ",<" + index + ">,time:"
+ (r.getFinishTime().getTime() - r
.getBeginExceuteTime().getTime()));
}
/* 該任務是否須要馬上運行 */
if (r.needExecuteImmediate()) {
new Thread(r).start();
} else {
r.run();
}
if (debug) {
r.setFinishTime(new Date());
taskLogger.debug("Worker<" + index
+ "> finish task<" + r.getTaskId() + ">");
if (r.getFinishTime().getTime()
- r.getBeginExceuteTime().getTime() > 1000)
taskLogger.debug("longer execution time. "
+ r.info() + ",<" + index + ">,time:"
+ (r.getFinishTime().getTime() - r
.getBeginExceuteTime().getTime()));
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
logger.error(e);
}
isWaiting = true;
r = null;
}
}
}
}
}

/** 任務接口類 **/

package org.ymcn.util;

import java.util.Date;

/**
* 全部任務接口
* 其它任務必須繼承訪類
*
* @author obullxl
*/
public abstract class Task implements Runnable {
// private static Logger logger = Logger.getLogger(Task.class);
/* 產生時間 */
private Date generateTime = null;
/* 提交運行時間 */
private Date submitTime = null;
/* 開始運行時間 */
private Date beginExceuteTime = null;
/* 運行完畢時間 */
private Date finishTime = null;

private long taskId;

public Task() {
this.generateTime = new Date();
}

/**
* 任務運行入口
*/
public void run() {
/**
* 相關運行代碼
*
* beginTransaction();
*
* 運行過程中可能產生新的任務 subtask = taskCore();
*
* commitTransaction();
*
* 添加新產生的任務 ThreadPool.getInstance().batchAddTask(taskCore());
*/
}

/**
* 全部任務的核心 所以特別的業務邏輯運行之處
*
* @throws Exception
*/
public abstract Task[] taskCore() throws Exception;

/**
* 是否用到數據庫
*
* @return
*/
protected abstract boolean useDb();

/**
* 是否須要馬上運行
*
* @return
*/
protected abstract boolean needExecuteImmediate();

/**
* 任務信息
*
* @return String
*/
public abstract String info();

public Date getGenerateTime() {
return generateTime;
}

public Date getBeginExceuteTime() {
return beginExceuteTime;
}

public void setBeginExceuteTime(Date beginExceuteTime) {
this.beginExceuteTime = beginExceuteTime;
}

public Date getFinishTime() {
return finishTime;
}

public void setFinishTime(Date finishTime) {
this.finishTime = finishTime;
}

public Date getSubmitTime() {
return submitTime;
}

public void setSubmitTime(Date submitTime) {
this.submitTime = submitTime;
}

public long getTaskId() {
return taskId;
}

public void setTaskId(long taskId) {
this.taskId = taskId;
}

}

Java 線程池的原理與實現