在语言中,有两种方法可以提高程序的执行效率,一是使用线程,二是使用线程池。在生产环境中,我们通常采用后者。为什么是这样?今天我们就来说说线程池的优点,以及池化技术及其应用。

池化技术

池化技术是指提前准备一些资源,并在需要时重复使用这些预先准备好的资源。池化技术主要有两个优点:提前准备和重复利用。爪哇语 以语言中创建对象为例,创建对象时需要执行以下步骤:

  1. 根据新标识符后面的参数,在常量池中查找该类的符号引用;
  2. 如果没有找到符号应用(类没有加载),则对类进行加载、解析、初始化等操作;
  3. 虚拟机为堆中的对象分配内存,将分配的内存初始化为0,并为对象头建立对应的描述结构(耗时操作:需要找到堆中的空闲区域,修改内存分配状况等);
  4. 调用Object初始化方法(耗时操作:用户进行复杂的逻辑验证操作,如IO、数值计算是否符合规定等)。

从上面的过程可以看出,创建类需要复杂且耗时的操作,所以我们应该尽量复用现有的类,以保证程序的高效运行。当然,如果能够提前创建这些类,那就再好不过了,而这些功能的实现都依赖于池化技术。

池化技术应用

常见的池化技术应用包括:线程池、内存池、数据库连接池、HttpClient连接池等,接下来我们分别来看一下。

线程池

线程池的原理很简单,类似于操作系统中缓冲区的概念。线程池中会先启动一定数量的线程,这些线程都处于睡眠状态。当客户端有新的请求时,它会唤醒线程池中一个正在休眠的线程,让其处理客户端的请求。处理完请求后,线程将再次处于休眠状态。线程池可以极大地提高程序性能。例如,有一个银行网络中心,省级数据集中较多。高峰期,每秒并发客户端请求数超过 100. 如果为每个客户端请求创建一个新线程,所消耗的CPU时间和内存将是惊人的。如果使用200的线程, 三个线程的线程池会节省大量的系统资源,让更多的CPU时间和内存用于处理实际的业务应用,而不是频繁的创建和销毁线程。

如何更好地管理应用程序内存使用,提高内存使用频率值得每个开发者思考。问题。内存池(内存 Pool)提供了一个更可行的解决方案。在内存池的创建过程中,会预先分配足够的内存,形成一个初步的内存池。那么每次用户请求内存时,都会返回内存池中的一块空闲内存,并将这块内存的标记设置为已使用。当内存用完并释放内存时,实际上并没有被调用。 释放或删除 该过程是将内存放回到内存池中,放回过程中应将标志设置为free。最后,当应用程序结束时,内存池将被销毁,内存池中的每一块内存都会被释放。内存池的优点:

内存池的缺点:会造成内存的浪费,因为使用内存池,一开始就需要分配一大块空闲内存,而这些内存可能都没有被使用。

数据库连接池

数据库连接池的基本思想是在系统初始化时将数据库连接作为对象存储在内存中。当用户需要访问数据库时,并不是建立新的连接,而是从连接池中取出。已建立的空闲连接对象。使用完毕后,用户并不关闭连接,而是将连接放回到连接池中以供下次请求访问,而这些连接的建立和断开均由连接池自己管理。同时还可以设置连接池的参数,控制连接池的初始连接数、连接数上下限、每个连接的最大使用数、最大空闲数当然,你也可以通过连接池自身的管理机制来监控连接的数量和使用情况。

HttpClient 我们经常使用它来进行 HTTP 服务访问。在我们的项目中,会有一个获取任务执行状态的函数。 HttpClient每秒请求一次,经常出现Connection Reset异常。经过分析,发现问题出在HttpClient上 每个请求都会创建一个新连接。当创建连接的频率大于关闭连接的频率时,就会导致系统出现大量的TIME_CLOSED。 有状态连接,这个问题可以通过使用连接池来复用连接来解决。

线程池简介

线程池是线程使用的一种模式。它分离了线程和任务的概念,使用线程来执行任务,并提供了线程管理和任务管理的统一实现方法,以避免频繁创建和销毁线程带来的性能开销。

线程池优点分析

与线程相比,线程池不需要频繁创建和销毁线程。线程一旦创建,默认会一直保留在线程池中,直到有任务到来。 ,然后利用这些已有的线程来执行任务,如下图:

创建线程时需要开辟虚拟机栈、本地方法栈的内存空间、程序计数器和其他私有线程。当销毁时,这些私有空间资源必须被回收,如下图所示: 线程池创建线程后,会放入线程池中。因此,线程池相对于线程的第一个优点就是可以复制使用线程,减少系统资源消耗。

优点二:提高响应速度

线程池复用现有的线程来执行任务,有任务时会重新创建线程,所以相比线程,线程池可以更快地响应任务并执行任务。

优点三:控制线程和任务的数量

线程池提供了更多的管理功能。这里的管理功能主要体现在以下两个方面:

  1. 控制最大并发数:线程池可以创建固定数量的线程,从而避免无限创建线程的问题。当创建太多线程时,系统执行速度会变慢,因为CPU 核心数是一定的,可以同时处理的任务数也是一定的。当线程过多时,会造成恶意线程争用和频繁的线程切换,从而导致程序执行速度变慢。因此,适当的线程数量才是高性能的。跑步的关键。
  2. 控制最大任务数:如果任务无限,内存不足,会导致程序执行错误。线程池可以控制最大任务数。当任务超过一定数量时,将使用拒绝策略。处理额外的任务,保证系统的健康运行。

优势四:增强功能更多

线程池提供了比线程更多的功能,比如定时执行、周期执行等。

总结

池化技术是指提前准备一些资源,并在需要时重复使用这些预先准备好的资源。池化技术主要有两个优点:提前准备和重复利用。线程池是池化技术的典型场景。线程池的主要优点是: 4分:

  1. 复用线程,减少资源消耗;
  2. 提高响应速度;
  3. 提供管理线程和任务数量的能力;
  4. 更多增强功能。