在现代的操作系统中,有一个很重要的概念
――
线程,几乎所有目前流行的操作系统都支持
线程,线程来源于操作系统中进程的概念,进程有自己的虚拟地址空间以及正文段、数据段
及堆栈,而且各自占有不同的系统资源(例如文件、环境变量等等)。与此不同,线程不能
单独存在,它依附于进程,只能由进程派生。如果一个进程派生出了两个线程,那这两个线
程共享此进程的全局变量和代码段,但每个线程各拥有各自的堆栈,因此它们拥有各自的局
部变量,线程在
UNIX
系统中还被进一步分为用户级线程(由进程自已来管理)和系统级线
程(由操作系统的调度程序来管理)。
既然有了进程,为什么还要提出线程的概念呢?因为与创建一个新的进程相比,创建一
个线程将会耗费小得多的系统资源,对于一些小型的应用,可能感觉不到这点,但对于那些
并发进程数特别多的应用,使用线程会比使用进程获得更好的性能,从而降低操作系统的负
担。另外,线程共享创建它的进程的全局变量,因此线程间的通讯编程会更将简单,完全可
以抛弃传统的进程间通讯的
IPC
编程,而采用共享全局变量来进行线程间通讯。
有了上面这个概念,我们下面就进入正题,来看一下线程池究竟是怎么一回事?其实线
程池的原理很简单,类似于操作系统中的缓冲区的概念,它的流程如下:先启动若干数量的
线程,并让这些线程都处于睡眠状态,当客户端有一个新请求时,就会唤醒线程池中的某一
个睡眠线程,让它来处理客户端的这个请求,当处理完这个请求后,线程又处于睡眠状态。
可能你也许会问:为什么要搞得这么麻烦,如果每当客户端有新的请求时,我就创建一个新
的线程不就完了?这也许是个不错的方法,因为它能使得你编写代码相对容易一些,但你却
忽略了一个重要的问题
――
性能!就拿我所在的单位来说,我的单位是一个省级数据大集中
的银行网络中心,高峰期每秒的客户端请求并发数超过
100
,如果为每个客户端请求创建一
个新线程的话,那耗费的
CPU
时间和内存将是惊人的,如果采用一个拥有
200
个线程的线
程池,那将会节约大量的的系统资源,使得更多的
CPU
时间和内存用来处理实
际
的
商业
应
用,而不是
频繁
的线程创建与
销毁
。
既然一
切
都
明白
了,那我们就
开始着手
实现一个
真
正的线程池
吧
,线程编程可以有多
种
语言
来实现,例如
C
、
C
++
、
java
等等,但不同的操作系统提
供
不同的线程
API
接口
,为
了让你能更
明白
线程池的原理而
避免陷
入烦
琐
的
API
调用
之
中,我采用了
JAVA
语言
来实现
它,由于
JAVA
语言
是一
种跨平台
的
语言
,因此你不
必
为使用不同的操作系统而
无
法编
译运
行
本
程序而
苦恼
,只要你
安装
了
JDK1.2
以上的
版本
,都能正
确
地编
译运
行
本
程序。另外
JAVA
语言本身
就内
置
了线程对
象
,而且
JAVA
语言
是完全面
像
对
象
的,因此能
够
让你更
清晰
地了
解
线程池的原理,如果你
注意
看一下
本
文的
标
题,你会发现
整
个
示
例程序的代码只有大约
100
行。
本示
例程序由
三
个类
构成
,
第
一个是
TestThreadPool
类,它是一个
测试
程序,用来
模
拟
客户端的请求,当你
运
行它时,系统
首
先会
显示
线程池的
初始化信息
,然后提
示
你从
键盘
上
输
入
字符串
,并
按
下回
车键
,这时你会发现
屏幕
上
显示信息
,
告诉
你某个线程正在处理你的
请求,如果你
快速
地
输
入一行行
字符串
,那么你会发现线程池中不
断
有线程被唤醒,来处理
你的请求,在
本
例中,我创建了一个拥有
10
个线程的线程池,如果线程池中
没
有可用线程
了,系统会提
示
你相应的
警告信息
,但如果你
稍
等
片刻
,那你会发现
屏幕
上会
陆陆续续
提
示
有线程进入了睡眠状态,这时你又可以发
送
新的请求了。
第二
个类是
ThreadPoolManager
类,
顾名思义
,它是一个用于管理线程池的类,它的
主