【Java多线程设计模式之线程池模式】
前序：
Thread-Per-Message Pattern，是一种对于每个命令或请求，都分配一个线程，由这个线程执行工作。它将“委托消息的一端”和“执行消息的一端”用两个不同的线程来实现。该线程模式主要包括三个部分：
1、Request参与者（委托人），也就是消息发送端或者命令请求端
2、Host参与者，接受消息的请求，负责为每个消息分配一个工作线程。
3、Worker参与者，具体执行Request参与者的任务的线程，由Host参与者来启动。
由于常规调用一个方法后，必须等待该方法完全执行完毕后才能继续执行下一步操作，而利用线程后，就不必等待具体任务执行完毕，就可以马上返回继续执行下一步操作。
背景：
由于在Thread-Per-Message Pattern中对于每一个请求都会生成启动一个线程，而线程的启动是很花费时间的工作，所以鉴于此，提出了Worker Thread，重复利用已经启动的线程。
线程池：
Worker Thread，也称为工人线程或背景线程，不过一般都称为线程池。该模式主要在于，事先启动一定数目的工作线程。当没有请求工作的时候，所有的工人线程都会等待新的请求过来，一旦有工作到达，就马上从线程池中唤醒某个线程来执行任务，执行完毕后继续在线程池中等待任务池的工作请求的到达。
任务池：主要是存储接受请求的集合，利用它可以缓冲接受到的请求，可以设置大小来表示同时能够接受最大请求数目。这个任务池主要是供线程池来访问。
线程池：这个是工作线程所在的集合，可以通过设置它的大小来提供并发处理的工作量。对于线程池的大小，可以事先生成一定数目的线程，根据实际情况来动态增加或者减少线程数目。线程池的大小不是越大越好，线程的切换也会耗时的。
存放池的数据结构，可以用数组也可以利用集合，在集合类中一般使用Vector，这个是线程安全的。
Worker Thread的所有参与者：
1、Client参与者，发送Request的参与者
2、Channel参与者，负责缓存Request的请求，初始化启动线程，分配工作线程
3、Worker参与者，具体执行Request的工作线程
4、Request参与者
注意：将在Worker线程内部等待任务池非空的方式称为正向等待。
将在Channel线程提供Worker线程来判断任务池非空的方式称为反向等待。
线程池实例1：
利用同步方法来实现，使用数组来作为任务池的存放数据结构。在Channel有缓存请求方法和处理请求方法，利用生成者与消费者模式来处理存储请求，利用反向等待来判断任务池的非空状态。
Channel参与者：
package whut.threadpool;
//用到了生产者与消费者模式
//生成线程池，接受客户端线程的请求，找到一个工作线程分配该客户端请求
public class Channel {
private static final int MAX_REQUEST = 100;// 并发数目，就是同时可以接受多少个客户端请求
//利用数组来存放请求，每次从数组末尾添加请求，从开头移除请求来处理
private final Request[] requestQueue;// 存储接受客户线程的数目
private int tail;//下一次存放Request的位置
private int head;//下一次获取Request的位置
private int count;// 当前request数量
private final WorkerThread[] threadPool;// 存储线程池中的工作线程
// 运用数组来存储
public Channel(int threads) {
this.requestQueue = new Request[MAX_REQUEST];
this.head = 0;
this.head = 0;
this.count = 0;
threadPool = new WorkerThread[threads];
// 启动工作线程
for (int i = 0; i < threadPool.length; i++) {
threadPool[i] = new WorkerThread("Worker-" + i, this);
}
}
public void startWorkers() {
for (int i = 0; i < threadPool.length; i++) {
threadPool[i].start();
}
}
// 接受电脑桌面图片客户端请求线程
public synchronized void putRequest(Request request) {
// 当Request的数量大于或等于同时接受的数目时候，要等待
while (count >= requestQueue.length)
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
requestQueue[tail] = request;
tail = (tail + 1) % requestQueue.length;
count++;
notifyAll();
}
// 处理客户端请求线程
public synchronized Request takeRequest() {
while (count <= 0)
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
Request request = requestQueue[head];
head = (head + 1) % requestQueue.length;
count--;
notifyAll();
return request;
}
}
客户端请求线程：
package whut.threadpool;
import java.util.Random;
//向Channel发送Request请求的
public class ClientThread extends Thread{
private final Channel channel;
private static final Random random=new Random();
public ClientThread(String name,Channel channel)
{
super(name);
this.channel=channel;
}
public void run()
{
try{
for(int i=0;true;i++)
{
Request request=new Request(getName(),i);
channel.putRequest(request);
Thread.sleep(random.nextInt(1000));
}
}catch(InterruptedException e)
{
}
}
}
