【Python面試題】解釋一下線程池的工作原理

線程池是一種用于減少線程本身創(chuàng)建和銷毀造成的開銷的技術，屬于典型的空間換時間操作。

如果應用程序需要頻繁的將任務派發(fā)到線程中執(zhí)行，線程池就是必選項，因為創(chuàng)建和釋放線程涉及到大量的系統(tǒng)底層操作，開銷較大，如果能夠在應用程序工作期間，將創(chuàng)建和釋放線程的操作變成預創(chuàng)建和借還操作，將大大減少底層開銷。

線程池在應用程序啟動后，立即創(chuàng)建一定數(shù)量的線程，放入空閑隊列中。這些線程最開始都處于阻塞狀態(tài)，不會消耗CPU資源，但會占用少量的內(nèi)存空間。

當任務到來后，從隊列中取出一個空閑線程，把任務派發(fā)到這個線程中運行，并將該線程標記為已占用。當線程池中所有的線程都被占用后，可以選擇自動創(chuàng)建一定數(shù)量的新線程，用于處理更多的任務，也可以選擇讓任務排隊等待直到有空閑的線程可用。

在任務執(zhí)行完畢后，線程并不退出結(jié)束，而是繼續(xù)保持在池中等待下一次的任務。

當系統(tǒng)比較空閑時，大部分線程長時間處于閑置狀態(tài)時，線程池可以自動銷毀一部分線程，回收系統(tǒng)資源。

基于這種預創(chuàng)建技術，線程池將線程創(chuàng)建和銷毀本身所帶來的開銷分攤到了各個具體的任務上，執(zhí)行次數(shù)越多，每個任務所分擔到的線程本身開銷則越小。 一般線程池都必須具備下面幾個組成部分：

1. 線程池管理器：用于創(chuàng)建并管理線程池。

2. 工作線程和線程隊列：線程池中實際執(zhí)行的線程以及保存這些線程的容器。

3. 任務接口：將線程執(zhí)行的任務抽象出來，形成任務接口，確保線程池與具體的任務無關。

4. 任務隊列：線程池中保存等待被執(zhí)行的任務的容器。