2022-06-16 14:15 湖南大学 Java

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美团面试官问Java 线程池，这样的回答让他竖起了大拇指！

前言

这周我投递出了简历，岗位是java后端开发工程师。这周美团面试官给我进行了面试。面试过程中他问了线程池，今天详细讲一讲Java 线程池。

线程池

线程池维护着多个线程，等待着监督管理者分配可并发执行的任务。这避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价。


	start()创建一定数量的线程池,进行线程循环

stop()停止所有线程循环，回收所有资源

addTask()添加任务

Excutors创建线程池便捷方法如下：


	Executors.newFixedThreadPool(100);//创建固定大小的线程池Executors.newSingleThreadExecutor();//创建只有一个线程的线程池Executors.newCachedThreadPool();//创建一个不限线程数上限的线程池，任何提交的任务都将立即执行

对于服务端需要长期运行的程序，创建线程池应该使用ThreadPoolExecutor的构造方法


	public ThreadPoolExecutor(
      int corePoolPoolSize,//线程池长期维持的线程数
      int maximumPoolSize, //线程数的上限
      long keepAliveTime,//空闲线程存活时间
      TimeUnit unit,//时间单位
      BlockingQueue<Runnable> workQueue,//任务的排队队列
      ThreadFactory threadFactory,//新线程的产生方式
      RejectedExecutionHandler handler//拒绝策略
  )

java线程池有7大参数，4大特性。

特性一：当池中正在运行的线程数（包括空闲线程）小于corePoolSize时，新建线程执行任务。

特性二：当池中正在运行的线程数大于等于corePoolSize时，新插入的任务进入workQueue排队（如果workQueue长度允许），等待空闲线程来执行。

特性三：当队列里的任务数达到上限，并且池中正在运行的线程数小于maximumPoolSize，对于新加入的任务，新建线程。

特性四：当队列里的任务数达到上限，并且池中正在运行的线程数等于maximumPoolSize，对于新加入的任务，执行拒绝策略（线程池默认的拒绝策略是抛异常）。

种类

1、newCachedThreadPool

核心线程数为0，最大线程数为 Integer.MAX_VALUE


	public static ExecutorService newCachedThreadPool() {        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,                                      60L, TimeUnit.SECONDS,                                      new SynchronousQueue<Runnable>());    }

1.1作用

创建一个可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们，并在需要时使用提供的 ThreadFactory 创建新线程。

1.2特征

（1）线程池中数量没有固定，可达到最大值（Interger. MAX_VALUE）

（2）线程池中的线程可进行缓存重复利用和回收（回收默认时间为1分钟）

（3）当线程池中，没有可用线程，会重新创建一个线程

1.3创建方式

Executors.newCachedThreadPool();

2、newFixedThreadPool

核心线程数与最大线程数均为指定的nThreads

空闲线程的存活时间是0

工作队列是无界队列


	public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>());    }

2.1作用

创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。在任意点，在大多数 nThreads 线程会处于处理任务的活动状态。如果在所有线程处于活动状态时提交附加任务，则在有可用线程之前，附加任务将在队列中等待。如果在关闭前的执行期间由于失败而导致任何线程终止，那么一个新线程将代替它执行后续的任务（如果需要）。在某个线程被显式地关闭之前，池中的线程将一直存在。

2.2特征

（1）线程池中的线程处于一定的量，可以很好的控制线程的并发量

（2）线程可以重复被使用，在显示关闭之前，都将一直存在

（3）超出一定量的线程被提交时候需在队列中等待

2.3创建方式


	（1）Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)；//nThreads为线程的数量 （2）Executors.newFixedThreadPool(int nThreads，ThreadFactory threadFactory)；//nThreads为线程的数量，threadFactory创建线程的工厂方式

3、newSingleThreadExecutor

核心线程数与最大线程数均为1

工作队列是无界队列


	public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {        return new FinalizableDelegatedExecutorService            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));    }

3.1作用

创建一个使用单个 worker 线程的 Executor，以无界队列方式来运行该线程。（注意，如果因为在关闭前的执行期间出现失败而终止了此单个线程，那么如果需要，一个新线程将代替它执行后续的任务）。可保证顺序地执行各个任务，并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。与其他等效的 newFixedThreadPool(1) 不同，可保证无需重新配置此方法所返回的执行程序即可使用其他的线程。

3.2特征

线程池中最多执行1个线程，之后提交的线程活动将会排在队列中以此执行。

3.3创建方式


	（1）Executors.newSingleThreadExecutor() ； （2）Executors.newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory)；// threadFactory创建线程的工厂方式

4、newScheduledThreadPool

指定核心线程数corePoolSize

最大线程数是Integer.MAX_VALUE

DelayedWorkQueue：任务队列会根据任务延时时间的优先级进行执行


	public class ScheduledThreadPoolExecutor        extends ThreadPoolExecutor        implements ScheduledExecutorService {        ....................    /**     * Creates a new {@code ScheduledThreadPoolExecutor} with the     * given core pool size.     *     * @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even     *        if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set     * @throws IllegalArgumentException if {@code corePoolSize < 0}     */    public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,              new DelayedWorkQueue());    }

4.1作用

创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

4.2特征

（1）线程池中具有指定数量的线程，即便是空线程也将保留

（2）可定时或者延迟执行线程活动

4.3创建方式


	（1）Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)；// corePoolSize线程的个数 （2）newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory)；// corePoolSize线程的个数，threadFactory创建线程的工厂

5、 newSingleThreadScheduledExecutor

5.1作用

创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

5.2特征

（1）线程池中最多执行1个线程，之后提交的线程活动将会排在队列中以此执行

（2）可定时或者延迟执行线程活动

5.3创建方式


	（1）Executors.newSingleThreadScheduledExecutor() ； （2）Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory)；//threadFactory创建线程的工厂

工作队列

SynchronousQueue：直接提交

是工作队列的默认选项，将任务直接提交给线程而不保持。

如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。

优缺点

优点：可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集时出现锁。

直接提交通常要求无界maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。

当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。

ArrayBlockingQueue：无界队列

在所有核心线程都忙时，新任务在队列中等待。

因此，仅创建corePoolSize线程即可。（maximumPoolSize的值没有任何作用。）

当每个任务完全独立于其他任务时，因此任务不会影响彼此的执行。

优缺点

优点：例如，在网页服务器中，尽管这种排队方式对于消除短暂的突发请求很有用。

缺点：当命令请求到达速度比其处理速度更快时，工作队列无限制增长。

LinkedBlockingQueue：有界队列

当与有限的maximumPoolSizes一起使用时，有界队列有助于防止资源耗尽，但是调整和控制起来会更加困难。

队列大小和最大池大小可以相互权衡

使用大队列和小池可以最大程度地减少CPU使用率，操作系统资源和上下文切换开销，但可能导致人为地降低吞吐量。

如果任务频繁阻塞（例如如果它们是受I/O约束的），则系统可能可以为非预定的更多线程安排时间。

使用小队列通常需要更大的池大小，这会使CPU繁忙，但可能会遇到不可接受的调度开销，这也会降低吞吐量。

拒绝策略

AbortPolicy：处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException

DiscardPolicy：不能执行的任务将被删除

DiscardOldestPolicy：如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程）

CallerRunsPolicy：线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。


	RejectedExecutionHandler rejected = null;rejected = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();//默认，队列满了丢任务抛出异常rejected = new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy();//队列满了丢任务不异常rejected = new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy();//将最早进入队列的任务删，之后再尝试加入队列rejected = new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();//如果添加到线程池失败，那么主线程会自己去执行该任务