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null) { task.run(); } } catch (InterruptedException e) { // 响应中断准备退出 break; } } } } } ​ /** * 测试任务类 */ class TestTask implements Runnable { private final int taskId; private static final AtomicInteger completedTasks new AtomicInteger(0); public TestTask(int taskId) { this.taskId taskId; } Override public void run() { String threadName Thread.currentThread().getName(); System.out.println(String.format(【开始】任务%d | 线程: %s | 时间: %tT, taskId, threadName, System.currentTimeMillis())); try { // 模拟任务执行时间增加并发效果的可观察性 Thread.sleep((long) (Math.random() * 500 100)); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } System.out.println(String.format(【完成】任务%d | 线程: %s | 已完成任务总数: %d | 时间: %tT, taskId, threadName, completedTasks.incrementAndGet(), System.currentTimeMillis())); } } ​ /** * 测试主类 */ public class ThreadPoolTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { System.out.println( 自定义线程池测试开始 ); System.out.println(测试目标验证线程复用和并发执行); System.out.println(线程池大小4个工作线程); System.out.println(任务总数16个任务); System.out.println(\n); // 创建线程池固定4个工作线程 CustomThreadPool threadPool new CustomThreadPool(4); // 提交16个任务 for (int i 1; i 16; i) { threadPool.submit(new TestTask(i)); // 稍微延迟模拟任务不是同时到达的情况 Thread.sleep(50); } // 等待所有任务完成 Thread.sleep(5000); // 关闭线程池 threadPool.shutdown(); System.out.println(\n); System.out.println(测试完成成功验证了线程复用和并发执行); System.out.println(观察要点); System.out.println(1. 只有4个不同的线程名称Worker-1到Worker-4); System.out.println(2. 相同的线程执行了多个不同任务); System.out.println(3. 任务的开始和结束时间有重叠表明并发执行); System.out.println(); } }五、测试结果分析与解读5.1 线程复用验证运行上述测试代码我们可以观察到以下关键现象有限的线程数量尽管提交了16个任务但执行这些任务的只有4个工作线程线程ID重复出现同一个线程如Worker-1会连续执行多个任务线程生命周期延长线程在整个测试期间持续存在而不是为每个任务创建新线程这充分证明了线程复用的有效性。假设没有线程池为每个任务创建独立线程将需要创建16个线程创建和销毁这些线程的开销是巨大的。5.2 并发执行验证通过观察输出的时间戳我们可以发现时间重叠多个任务几乎同时开始执行它们的执行时间段有显著重叠非顺序完成任务完成顺序与提交顺序不一致这是并发执行的典型特征总执行时间缩短如果顺序执行16个任务每个约300毫秒需要约4800毫秒而并发执行只需约2000毫秒5.3 性能优势量化通过对比测试可以量化线程池的性能优势内存使用固定4个线程 vs 16个线程内存占用减少约75%线程创建开销避免了12次线程创建和销毁的开销响应时间后续任务无需等待前面任务完成平均响应时间显著降低六、进阶思考与优化方向6.1 动态线程池的扩展上述实现是固定大小的线程池实际应用中可能需要动态调整核心线程数始终保持活动的最小线程数最大线程数线程池允许的最大线程数队列容量任务队列的最大容量拒绝策略当队列满且线程数达到最大值时的处理策略6.2 监控与调优生产环境的线程池需要完善的监控活跃线程数监控队列长度监控任务执行时间统计拒绝任务数量统计6.3 常见问题与解决方案线程泄漏确保任务异常时不会导致工作线程退出死锁问题避免任务之间的相互等待资源竞争合理设置线程数避免过多线程导致频繁上下文切换七、总结通过实现和测试自定义线程池我们深入理解了线程池的核心工作原理。关键收获包括线程复用的机制工作线程循环从队列获取任务避免了频繁创建销毁线程并发执行的本质多个线程同时处理不同任务提高系统吞吐量资源管理的价值通过限制并发线程数防止资源耗尽掌握自定义线程池的实现不仅有助于理解Java内置线程池的工作原理还能在特殊场景下进行定制化优化。这种知其然更知其所以然的深度理解是区分普通程序员和高级工程师的重要标志。线程池技术是现代高并发系统的基石深入理解其原理对于设计高性能、高可用的系统架构具有重要意义。线程池工作流程图以下是自定义线程池的核心工作流程图这个流程图清晰地展示了线程池的核心工作机制工作线程不断循环从任务队列获取并执行任务实现了线程的复用。只有当线程池关闭且队列为空时工作线程才会结束运行。这种设计既保证了高效的并发处理能力又避免了频繁创建销毁线程的开销。