【JavaSE】线程池 && 定时器详解

public static void main(String[] args) {
    // 1. 固定大小线程池：适用于负载稳定的场景
    ExecutorService p1 = Executors.newFixedThreadPool(10);

    // 2. 可缓存线程池：有任务就创建新线程，空闲线程会回收，适用于大量短生命周期的任务
    ExecutorService p2 = Executors.newCachedThreadPool();

    // 3. 单线程的线程池，保证任务顺序执行
    ExecutorService p3 = Executors.newSingleThreadExecutor();

    // 4. 定时/周期性线程池：适用于延迟或周期性任务调度
    ExecutorService p5 = Executors.newScheduledThreadPool(10);
}

// 1. 创建一个指定数量线程的线程池
ExecutorService p1 = Executors.newFixedThreadPool(10);

// 2. 让线程池中10个线程来处理100个打印任务
for(int i = 0; i < 100; ++i) {
    int index = i;
    p1.submit(() -> { // submit不处理返回值是没问题的！
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + index);
    });
}

p1.shutdown();

ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
    int corePoolSize,                    // 核心线程数
    int maximumPoolSize,                 // 最大线程数
    long keepAliveTime,                  // 非核心闲置线程最大存活时间
    TimeUnit unit,                       // keepAliveTime的时间单位
    BlockingQueue<Runnable> workQueue,   // 任务队列
    ThreadFactory threadFactory,         // 线程工厂
    RejectedExecutionHandler handler     // 拒绝策略
);

ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
    5,                                   // corePoolSize
    10,                                  // maximumPoolSize
    60,                                  // keepAliveTime
    TimeUnit.SECONDS,                    // 单位
    new ArrayBlockingQueue<>(100),       // 有界队列
    Executors.defaultThreadFactory(),    // 默认线程工厂
    new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 拒绝策略
);

// 如果要手动自定义线程工厂，可以按照下面这样子处理，然后传myFactory给ThreadPoolExecutor即可
AtomicInteger threadId = new AtomicInteger(1);
ThreadFactory myFactory = r -> {
    Thread t = new Thread(r, "mythread-" + threadId.getAndIncrement());
    t.setDaemon(true); // 设置线程为守护线程
    return t;
};

任务提交
    │
    ├─ 核心线程未满 → 创建核心线程执行
    │
    ├─ 核心线程满 → 队列未满 → 放入队列等待
    │
    └─ 队列满 → 非核心线程未满 → 创建非核心线程执行
          │
          └─ 非核心线程满 → 拒绝策略

public class MyThreadPool {
    private BlockingQueue<Runnable> qe = new LinkedBlockingQueue<>();

    public MyThreadPool(int n) {
        for(int i = 0; i < n; ++i) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                // 让每个线程循环处理阻塞队列中的业务，然后执行
                while (true) {
                    try {
                        Runnable r = qe.take();
                        r.run();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
            });
            thread.start(); // 别忘了启动线程
        }
    }
    
    // 将具体业务插入到阻塞队列中，具体调度由阻塞队列自己处理
    public void submit(Runnable r) {
        try {
            qe.put(r);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    MyThreadPool mtp = new MyThreadPool(5);
    for(int i = 0; i < 100; ++i) {
        int index = i;
        mtp.submit(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "处理" + index + "号业务");
        });
    }
}

// 1. 定义Timer对象
Timer timer = new Timer();

// 2. 调用schedule设置定时任务TimerTask，以及定时时长，其中TimerTask要重写run()
timer.schedule(new TimerTask() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("定时器执行3000ms");
    }
}, 3000);

// 任务类，保存任务以及任务执行时间
class Task implements Comparable<Task> {
    private Runnable task;
    private long time; // 为了方便判断时间是否到达, 所以保存绝对的时间戳

    public Task(Runnable task, long time) {
        this.task = task;
        this.time = System.currentTimeMillis() + time; // 注意这里存放的是时间戳，所以要计算一下
    }

    public Runnable getTask() {
        return task;
    }

    public long getTime() {
        return time;
    }

    @Override
    public int compareTo(Task o) {
        return (int)(this.time - o.time);
    }
}

public class MyTimer {
    // 使用优先级队列作为存放定时任务的容器，且要以时间间隔最小的任务作为堆顶
    private PriorityQueue<Task> qe = new PriorityQueue<>();

    // 队列涉及到多线程操作，需要进行加锁
    // 并且为了避免“忙等”，可以用wait()和notify()配合，来让出CPU资源
    private final Object locker = new Object();

    public MyTimer() {
        // 构建线程去处理定时任务
        Thread thread = new Thread(() -> {
            while(true) {
                // 加锁
                try {
                    synchronized(locker) {
                        // 判断是否有定时任务
                        if(qe.isEmpty() == true) {
                            // 1. 直接continue会导致忙等，浪费cpu资源
                            locker.wait();
                        }

                        // 走到这说明存在定时任务，则判断是否到达执行时间
                        Task t = qe.peek();
                        if(t.getTime() > System.currentTimeMillis()) {
                            // 2. 时间还没到，直接continue同样会造成忙等，浪费cpu资源，所以这里同样使用wait()等待唤醒
                            //   不同的是这里要设置超时时间，因为在wait()阻塞到该定时任务时间到之前如果没有新的任务来的话，这个线程
                            //   都不会被唤醒，导致任务没有及时处理，所以要设置超时时间为剩余等待时间！
                            long gap = t.getTime() - System.currentTimeMillis();
                            locker.wait(gap);
                        } else {
                            // 时间到了，执行任务
                            t.getTask().run();
                            qe.poll();
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        });
        thread.start();
    }

    // 插入定时任务
    public void schedule(Runnable r, long delay) {
        synchronized (locker) {
            qe.offer(new Task(r, delay));
            locker.notify();
        }
    }
}