【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(shù)，屬于典型的空間換時(shí)間操作。

如果應(yīng)用程序需要頻繁的將任務(wù)派發(fā)到線程中執(zhí)行，線程池就是必選項(xiàng)，因?yàn)閯?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(yīng)用程序工作期間，將創(chuàng)建和釋放線程的操作變成預(yù)創(chuàng)建和借還操作，將大大減少底層開銷。

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

當(dāng)任務(wù)到來(lái)后，從隊(duì)列中取出一個(gè)空閑線程，把任務(wù)派發(fā)到這個(gè)線程中運(yùn)行，并將該線程標(biāo)記為已占用。當(dāng)線程池中所有的線程都被占用后，可以選擇自動(dòng)創(chuàng)建一定數(shù)量的新線程，用于處理更多的任務(wù)，也可以選擇讓任務(wù)排隊(duì)等待直到有空閑的線程可用。

在任務(wù)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(wù)。

當(dāng)系統(tǒng)比較空閑時(shí)，大部分線程長(zhǎng)時(shí)間處于閑置狀態(tài)時(shí)，線程池可以自動(dòng)銷毀一部分線程，回收系統(tǒng)資源。

基于這種預(yù)創(chuàng)建技術(shù)，線程池將線程創(chuàng)建和銷毀本身所帶來(lái)的開銷分?jǐn)偟搅烁鱾€(gè)具體的任務(wù)上，執(zhí)行次數(shù)越多，每個(gè)任務(wù)所分擔(dān)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(gè)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(duì)列：線程池中實(shí)際執(zhí)行的線程以及保存這些線程的容器。

3. 任務(wù)接口：將線程執(zhí)行的任務(wù)抽象出來(lái)，形成任務(wù)接口，確保線程池與具體的任務(wù)無(wú)關(guān)。

4. 任務(wù)隊(duì)列：線程池中保存等待被執(zhí)行的任務(wù)的容器。