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小米面試：如何實現優先級線程池？

來源： 責編： 時間：2024-05-20 17:53:42 139觀看
導讀我們知道，線程池中的所有線程都是由統一的線程工廠來創建的，當我們指定線程工廠時，線程池中的所有線程會使用我們指定的線程工廠來創建線程；但如果沒有指定線程工廠，則會使用默認的線程工廠 DefaultThreadFactory 來創建線

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我們知道，線程池中的所有線程都是由統一的線程工廠來創建的，當我們指定線程工廠時，線程池中的所有線程會使用我們指定的線程工廠來創建線程；但如果沒有指定線程工廠，則會使用默認的線程工廠 DefaultThreadFactory 來創建線程，核心源碼如下：63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

DefaultThreadFactory() {    @SuppressWarnings("removal")    SecurityManager s = System.getSecurityManager();    group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :                          Thread.currentThread().getThreadGroup();    namePrefix = "pool-" +                  poolNumber.getAndIncrement() +                 "-thread-";}

那么問題來了，面試官問的是“如何實現優先級線程池？”，為什么我們一上來先講了線程工廠呢？63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

這是因為，當我們講到線程池優先級的時候，我們首先會想到線程的優先級，所以按照慣性思考，當面試官問到如何使用實現優先級線程池時，我們首先會考慮是不是在創建線程池的時候，可以通過某種方法來創建不同的線程優先級，從而實現優先級線程池？這就是開頭我們一上來就講線程工廠的原因。63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

那在線程工廠中如何設置線程的優先級呢？63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

它的設置也比較簡單，如下代碼所示：63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

import java.util.concurrent.ThreadFactory;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class CustomThreadPoolExecutorDemo {    public static void main(String[] args) {        // 自定義線程工廠        ThreadFactory threadFactory = new CustomThreadFactory();        // 創建線程池        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 2, 0,                                                              TimeUnit.MILLISECONDS,                                                              new LinkedBlockingQueue<>(),                                                              threadFactory);        // 提交任務        executor.execute(() -> System.out.println("Task 1"));        executor.execute(() -> System.out.println("Task 2"));        // 關閉線程池        executor.shutdown();    }    static class CustomThreadFactory implements ThreadFactory {        @Override        public Thread newThread(Runnable r) {            Thread thread = new Thread(r);            // 設置線程優先級為最低優先級            thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);             return thread;        }    }}

但是這種方式也有問題，那就是線程工廠是統一的，所以即使能在線程工廠中設置線程的優先級，那么也是將整個線程池中的所有線程都設置成統一的優先級了，而不能解決咱們本文提出的問題的，那如何才能實現優先級線程池呢？63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

1.優先級線程池實現思路

轉念一想，既然不能在線程優先級上下功夫，但我們是否可以在線程池的任務隊列上動點心思呢？63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

此時我們想到，可以使用 PriorityBlockingQueue 優先級隊列來對任務進行排序?。≒riorityBlockingQueue 天生支持按照優先級自動排序任務的），這樣不就能保證優先級高的任務會被線程池優先獲取并執行了嘛！63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

所以，有時候一條路走不通的時候，我們可以嘗試換一個思路再試試。63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

2.優先級隊列使用

我們先來測試一下 PriorityBlockingQueue 的使用，以嘗試其可行性，示例代碼如下：63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;public class PriorityBlockingQueueExample {    public static void main(String[] args) {        PriorityBlockingQueue<Task> priorityQueue = new PriorityBlockingQueue<>();        // 添加任務到優先級隊列        priorityQueue.add(new Task("Task 1", 1));        priorityQueue.add(new Task("Task 4", 4));        priorityQueue.add(new Task("Task 3", 3));        priorityQueue.add(new Task("Task 2", 2));        // 從優先級隊列中取出任務并執行        while (!priorityQueue.isEmpty()) {            Task task = priorityQueue.poll();            if (task != null) {                task.execute();            }        }    }    static class Task implements Comparable<Task> {        private String name;        private int priority;        public Task(String name, int priority) {            this.name = name;            this.priority = priority;        }        public void execute() {            System.out.println("Executing task: " + name);        }        @Override        public int compareTo(Task o) {            return Integer.compare(this.priority, o.priority);        }    }}

以上程序的執行結果如下：63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

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從上述結果和代碼可以看出，我們添加任務的順序是：1、4、3、2，但最終會按照優先級排隊執行的順序是：1、2、3、4，執行結果符合我們的預期，優先級高的任務先被執行了（數字越小，優先級越高）。63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

3.優先級線程池

因此，我們實現的優先級線程池的最終代碼如下：63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

import java.util.concurrent.BlockingQueue;import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class PriorityThreadPool {    public static void main(String[] args) {        BlockingQueue<Runnable> queue = new PriorityBlockingQueue<>(1000);        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 1,                0, TimeUnit.SECONDS, queue        );        for (int i = 0; i < 100; i++) {            int finalI = i;            executor.execute(new PriorityTask(i, () -> {                try {                    Thread.sleep(1000);                } catch (InterruptedException e) {                    throw new RuntimeException(e);                }                System.out.println("優先級：" + finalI);            }));        }    }    static class PriorityTask implements Runnable, Comparable<PriorityTask> {        private final int priority;        private final Runnable task;        public PriorityTask(int priority, Runnable task) {            this.priority = priority;            this.task = task;        }        @Override        public void run() {            task.run();        }        @Override        public int compareTo(PriorityTask other) {            // 優先級高的任務應該排在前面（數字越小優先級越大）            return Integer.compare(this.priority, other.priority);        }    }}

以上程序執行結果如下：63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

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從上述結果可以看出，線程池是完全按照優先級從高到低的順序執行的（數字越小優先級越高），如果將 compareTo 中的排序方法倒置之后，那么線程池的執行順序就完全相反了，可見使用 PriorityBlockingQueue 實現優先級線程池的效果非常顯著。63d28資訊網——每日最新資訊28at.com

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