參考文章：
《Java 并發(fā)編程的藝術(shù)》
7000 字 + 24 張圖帶你徹底弄懂線程池

什么是線程池？有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

（1）線程池 (ThreadPool) 是一種用于管理和復(fù)用線程的機(jī)制，它是在程序啟動(dòng)時(shí)就預(yù)先創(chuàng)建一定數(shù)量的線程，將這些線程放入一個(gè)池中，并對(duì)它們進(jìn)行有效的管理和復(fù)用，從而在需要執(zhí)行任務(wù)時(shí)，可以從線程池中獲取一個(gè)可用線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，任務(wù)執(zhí)行完畢后線程不會(huì)被銷毀而是返回線程池，以便下次使用。

（2）線程池的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

• 降低資源消耗：線程的創(chuàng)建和銷毀都需要一定的系統(tǒng)資源和時(shí)間，如果每個(gè)任務(wù)都單獨(dú)創(chuàng)建一個(gè)線程，則會(huì)浪費(fèi)大量的系統(tǒng)資源和時(shí)間。而使用線程池可以避免這種浪費(fèi)，通過(guò)重復(fù)利用已創(chuàng)建的線程降低線程創(chuàng)建和銷毀造成的消耗。
• 提高響應(yīng)速度：由于線程的創(chuàng)建和銷毀需要一定的時(shí)間和系統(tǒng)資源，如果任務(wù)的數(shù)量很多，頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程會(huì)造成系統(tǒng)的負(fù)載過(guò)重，導(dǎo)致性能下降。而線程池可以預(yù)先創(chuàng)建一定數(shù)量的線程，當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，任務(wù)可以不需要等到線程創(chuàng)建就能立即執(zhí)行。
• 提高線程的可管理性：線程是稀缺資源，如果無(wú)限制地創(chuàng)建，不僅會(huì)消耗系統(tǒng)資源，還會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使用線程池可以進(jìn)行統(tǒng)一分配、調(diào)優(yōu)和監(jiān)控。但是要做到合理利用線程池，必須對(duì)其實(shí)現(xiàn)原理了如指掌。

（3）線程池的缺點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

• 內(nèi)存泄漏：如果線程池中的線程沒(méi)有正確地釋放或回收，可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏問(wèn)題。
• 阻塞問(wèn)題：如果線程池中的線程都被占滿，可能會(huì)導(dǎo)致任務(wù)被阻塞，從而降低應(yīng)用程序的響應(yīng)性。
• 線程安全問(wèn)題：如果線程池中的線程共享數(shù)據(jù)，可能會(huì)導(dǎo)致線程安全問(wèn)題，例如競(jìng)態(tài)條件和死鎖。
• 性能問(wèn)題：如果線程池的大小不合適或者線程的執(zhí)行時(shí)間不均衡，可能會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題，例如響應(yīng)延遲和系統(tǒng)負(fù)載過(guò)高。

創(chuàng)建線程池的方式有哪些？

通過(guò) Executor 框架的工具類 Executors 來(lái)創(chuàng)建不同類型的線程池

（1）通過(guò)工具類 Executors，可以創(chuàng)建以下 3 種類型的 ThreadPoolExecutor：

• FixedThreadPool：FixedThreadPool 被稱為可重用固定線程數(shù)的線程池。該線程池中的線程數(shù)量始終不變。當(dāng)有一個(gè)新的任務(wù)提交時(shí)，線程池中若有空閑線程，則立即執(zhí)行。若沒(méi)有，則新的任務(wù)會(huì)被暫存在一個(gè)任務(wù)隊(duì)列中，待有線程空閑時(shí)，便處理在任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)。

//創(chuàng)建一個(gè)固定大小的線程池，大小為 3
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);

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

• SingleThreadExecutor： SingleThreadExecutor是使用單個(gè) worker 線程的 Executor。若多余一個(gè)任務(wù)被提交到該線程池，任務(wù)會(huì)被保存在一個(gè)任務(wù)隊(duì)列中，待線程空閑，按先入先出的順序執(zhí)行隊(duì)列中的任務(wù)。

//創(chuàng)建一個(gè)單線程的線程池
ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

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

• CachedThreadPool：CachedThreadPool 是一個(gè)會(huì)根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建新線程的線程池。線程池的線程數(shù)量不確定，但若有空閑線程可以復(fù)用，則會(huì)優(yōu)先使用可復(fù)用的線程。若所有線程均在工作，又有新的任務(wù)提交，則會(huì)創(chuàng)建新的線程處理任務(wù)。所有線程在當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行完畢后，將返回線程池進(jìn)行復(fù)用。

//創(chuàng)建一個(gè)單線程的線程池
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

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

（2）通過(guò)工具類 Executors，可以創(chuàng)建下面的 ScheduledThreadPoolExecutor，它是一個(gè)用來(lái)在給定的延遲后運(yùn)行任務(wù)或者定期執(zhí)行任務(wù)的線程池，繼承自 ThreadPoolExecutor，并且其內(nèi)部使用DelayedWorkQueue 作為任務(wù)隊(duì)列。

//創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)執(zhí)行的線程池
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}

具體示例如下：

class ScheduledThreadPoolExecutorExample {
    public static void main(String[] args) {
        ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(2);

        // 定時(shí)任務(wù)，每隔 1 秒執(zhí)行一次
        executor.scheduleAtFixedRate(() -> {
            System.out.println("定時(shí)任務(wù)執(zhí)行了：" + System.currentTimeMillis());
        }, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);

        // 延時(shí)任務(wù)，延遲 2 秒后執(zhí)行
        executor.schedule(() -> {
            System.out.println("延時(shí)任務(wù)執(zhí)行了：" + System.currentTimeMillis());
        }, 2, TimeUnit.SECONDS);

        // 關(guān)閉線程池
        executor.shutdown();
    }
}

使用 ThreadPoolExecutor 類自定義線程池

ThreadPoolExecutor 是 Executor 框架的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)，通過(guò)自定義 ThreadPoolExecutor 類可以創(chuàng)建更加靈活、符合需求的線程池。ThreadPoolExecutor 的 4 個(gè)構(gòu)造函數(shù)如下所示，有關(guān)每個(gè)參數(shù)的具體含義可參考面試題 3。

?注意事項(xiàng)

《阿里巴巴 Java 開發(fā)手冊(cè)》中有如下規(guī)定：
（1）【強(qiáng)制】線程資源必須通過(guò)線程池提供，不允許在應(yīng)用中自行顯式創(chuàng)建線程。

說(shuō)明：線程池的好處是減少在創(chuàng)建和銷毀線程上所消耗的時(shí)間以及系統(tǒng)資源的開銷，解決資源不足的問(wèn)題。如果不使用線程池，有可能造成系統(tǒng)創(chuàng)建大量同類線程而導(dǎo)致消耗完內(nèi)存或者“過(guò)度切換”的問(wèn)題。

（2）【強(qiáng)制】線程池不允許使用 Executors 去創(chuàng)建，而是通過(guò) ThreadPoolExecutor 的方式，這樣的處理方式讓寫的同學(xué)更加明確線程池的運(yùn)行規(guī)則，規(guī)避資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)。

說(shuō)明：Executors 返回的線程池對(duì)象的弊端如下：
1） FixedThreadPool 和 SingleThreadPool：允許的請(qǐng)求隊(duì)列長(zhǎng)度為 Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)堆積大量的請(qǐng)求，從而導(dǎo)致 OOM。
2） CachedThreadPool：允許的創(chuàng)建線程數(shù)量為 Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)創(chuàng)建大量的線程，從而導(dǎo)致 OOM。

（3）使用 Executors.newCachedThreadPool() 方法創(chuàng)建線程池可能會(huì)導(dǎo)致以下問(wèn)題：

• 線程數(shù)量過(guò)多：newCachedThreadPool 是一個(gè)無(wú)界線程池，它會(huì)根據(jù)任務(wù)的需求動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建線程。如果任務(wù)提交的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線程處理的速度，線程池將會(huì)不斷地創(chuàng)建新線程，可能導(dǎo)致線程數(shù)量過(guò)多，從而占用大量系統(tǒng)資源（如內(nèi)存和CPU），降低系統(tǒng)性能甚至引發(fā)內(nèi)存溢出或系統(tǒng)崩潰。
• 線程過(guò)多導(dǎo)致線程切換開銷增加：線程切換是有開銷的，當(dāng)線程數(shù)量過(guò)多時(shí)，系統(tǒng)需要頻繁地進(jìn)行線程切換，導(dǎo)致額外的開銷，降低了整體的執(zhí)行效率。
• 對(duì)長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行的任務(wù)不適用：由于 newCachedThreadPool 是為了快速處理任務(wù)而創(chuàng)建線程的，它會(huì)緩存線程一段時(shí)間以備重復(fù)利用，默認(rèn)的空閑線程存活時(shí)間是 60s。這對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行的任務(wù)來(lái)說(shuō)可能不適用，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)可能需要維持相對(duì)穩(wěn)定的線程池大小，而不是頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程。
• 可能出現(xiàn)任務(wù)飽和：當(dāng)任務(wù)數(shù)量超過(guò)線程池的處理能力時(shí)，剩余的任務(wù)將會(huì)排隊(duì)等待執(zhí)行。如果長(zhǎng)時(shí)間保持任務(wù)提交速度高于線程處理速度，會(huì)導(dǎo)致任務(wù)隊(duì)列越來(lái)越長(zhǎng)，最終可能造成任務(wù)飽和，系統(tǒng)響應(yīng)變得極慢。

因此，在使用 newCachedThreadPool 創(chuàng)建線程池時(shí)需要謹(jǐn)慎，根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景合理地評(píng)估任務(wù)的特點(diǎn)和負(fù)載情況，選擇適當(dāng)?shù)木€程池類型和參數(shù)配置，以避免以上問(wèn)題的發(fā)生，并保證系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

?自定義線程池時(shí)有哪些參數(shù)？它們各有說(shuō)明含義？

構(gòu)造函數(shù)

使用下面 ThreadPoolExecutor 類的構(gòu)造函數(shù)可以自定義線程池，參數(shù)最全的構(gòu)造函數(shù)如下：

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
	
	//...

	public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
	                          int maximumPoolSize,
	                          long keepAliveTime,
	                          TimeUnit unit,
	                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
	                          ThreadFactory threadFactory,
	                          RejectedExecutionHandler handler) {
	    if (corePoolSize < 0 ||
	        maximumPoolSize <= 0 ||
	        maximumPoolSize < corePoolSize ||
	        keepAliveTime < 0)
	        throw new IllegalArgumentException();
	    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
	        throw new NullPointerException();
	    this.acc = System.getSecurityManager() == null ?
	            null :
	            AccessController.getContext();
	    this.corePoolSize = corePoolSize;
	    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
	    this.workQueue = workQueue;
	    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
	    this.threadFactory = threadFactory;
	    this.handler = handler;
	}
}

參數(shù)含義

其中的參數(shù)含義如下所示：

① 上圖來(lái)源：《Java 性能調(diào)優(yōu)實(shí)戰(zhàn)》
② 上述提到的 7 個(gè)參數(shù)中，corePoolSize、maximumPoolSize、workQueue 這 3 個(gè)參數(shù)是核心參數(shù)。
③ 上述 workQueue 就是 BlockingQueue，有關(guān) BlockingQueue 的相關(guān)知識(shí)可以參考 Java 并發(fā)編程面試題——BlockingQueue 這篇文章。

使用示例

import com.google.common.util.concurrent.ThreadFactoryBuilder;
import java.util.concurrent.*;

class Solution {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        //自定義線程池
        int corePoolSize = 2;
        int maximumPoolSize = 5;
        long keepAliveTime = 50;
        // keepAliveTime 的單位
        TimeUnit unit = TimeUnit.MICROSECONDS;
        //工作隊(duì)列 workQueue
        BlockingQueue<Runnable> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
        //使用開源框架 guava 提供的 ThreadFactoryBuilder 可以給線程池里的線程自定義名字
        ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("demo-task-%d").build();
        //飽和策略
        RejectedExecutionHandler handler = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();
        ThreadPoolExecutor threadsPool = new ThreadPoolExecutor(
                                             corePoolSize, maximumPoolSize,
                                             keepAliveTime, unit,
                                             blockingQueue, threadFactory,
                                             handler);
        //執(zhí)行無(wú)返回值的任務(wù)
        Runnable taskWithoutRet = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");
            }
        };
        threadsPool.execute(taskWithoutRet);
    
        //執(zhí)行有返回值的任務(wù)
        FutureTask<Integer> taskWithRet = new FutureTask<>(new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");
                //線程睡眠 1000 ms
                Thread.sleep(1000);
                return 100;
            }
        });
        threadsPool.submit(taskWithRet);
        System.out.println("有返回值的任務(wù)的結(jié)果為: " + taskWithRet.get());
        
        //關(guān)閉線程池
        threadsPool.shutdown();
    }
}

輸出結(jié)果如下：

demo-task-0 is running
demo-task-1 is running
有返回值的任務(wù)的結(jié)果為: 100

在 Java 8 中可以使用 lambda 表達(dá)式來(lái)對(duì)創(chuàng)建任務(wù)的代碼進(jìn)行簡(jiǎn)化：

Runnable taskWithoutRet = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");

FutureTask<Integer> taskWithRet = new FutureTask<>(() -> {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running");
    //線程睡眠 1000 ms
    Thread.sleep(1000);
    return 100;
});

與 FutureTask 有關(guān)的知識(shí)可以參考 Java 并發(fā)編程面試題——Future 這篇文章。

線程池的拒絕策略有哪些？如何自定義拒絕策略？

（1）如果線程到達(dá) maximumPoolSize 仍然有新任務(wù)，這時(shí)線程池會(huì)執(zhí)行拒絕策略。ThreadPoolExecutor 為接口 RejectedExecutionHandler 提供了以下 4 種實(shí)現(xiàn)，它們都是 ThreadPoolExecutor 中的靜態(tài)內(nèi)部類：

• AbortPolicy：拋出 RejectedExecutionException 異常來(lái)拒絕新任務(wù)的處理，這也是默認(rèn)的策略；
• CallerRunsPolicy：只用調(diào)用者所在線程來(lái)運(yùn)行任務(wù)，也就是直接在調(diào)用 execute 方法的線程中運(yùn)行 (run) 被拒絕的任務(wù)，如果執(zhí)行程序已關(guān)閉，則會(huì)丟棄該任務(wù)。因此這種策略會(huì)降低對(duì)于新任務(wù)提交速度，影響程序的整體性能。如果應(yīng)用程序可以承受此延遲并且你要求任何一個(gè)任務(wù)請(qǐng)求都要被執(zhí)行的話，那么可以選擇這個(gè)策略；
• DiscardPolicy：不處理本次任務(wù)，選擇直接放棄；
• DiscardOldestPolicy：放棄隊(duì)列中最早的任務(wù)，本任務(wù)取而代之；
  

（2）在 Java 線程池中，可以通過(guò)實(shí)現(xiàn) RejectedExecutionHandler 接口來(lái)自定義拒絕策略。拒絕策略定義了當(dāng)線程池?zé)o法接受新任務(wù)時(shí)應(yīng)該采取的操作。RejectedExecutionHandler 接口有一個(gè)方法 rejectedExecution，在線程池?zé)o法接受新任務(wù)時(shí)會(huì)調(diào)用該方法。以下是一個(gè)示例代碼，演示如何自定義拒絕策略：

public class CustomRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {

    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable runnable, ThreadPoolExecutor executor) {
        System.out.println("任務(wù)被拒絕: " + runnable.toString());

        // 執(zhí)行自定義的拒絕策略，可以選擇拋出異常、丟棄任務(wù)或阻塞等操作
        // 這里我們簡(jiǎn)單地拋出一個(gè)異常
        throw new RejectedExecutionException("線程池已滿，無(wú)法接受新任務(wù)!");
    }
}

public class ThreadPoolExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建線程池
        int corePoolSize = 5;
        int maxPoolSize = 10;
        long keepAliveTime = 1000;

        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maxPoolSize, keepAliveTime,
                TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(2), new CustomRejectedExecutionHandler());

        // 執(zhí)行任務(wù)
        for (int i = 1; i <= 15; i++) {
            final int taskId = i;
            threadPool.execute(() -> {
                System.out.println("執(zhí)行任務(wù): " + taskId);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }

        // 關(guān)閉線程池
        threadPool.shutdown();
    }
}

某次輸出如下：

執(zhí)行任務(wù): 1
執(zhí)行任務(wù): 5
執(zhí)行任務(wù): 7
執(zhí)行任務(wù): 2
執(zhí)行任務(wù): 3
執(zhí)行任務(wù): 4
執(zhí)行任務(wù): 9
執(zhí)行任務(wù): 8
執(zhí)行任務(wù): 11
任務(wù)被拒絕: com.exam.ThreadPoolExample$$Lambda$1/2093631819@4f3f5b24
執(zhí)行任務(wù): 10
Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: 線程池已滿，無(wú)法接受新任務(wù)!
	at com.exam.CustomRejectedExecutionHandler.rejectedExecution(Main.java:73)
	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:830)
	at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1379)
	at com.exam.ThreadPoolExample.main(Main.java:91)
執(zhí)行任務(wù): 6

在上述示例中，我們首先創(chuàng)建了一個(gè)自定義的 RejectedExecutionHandler 實(shí)現(xiàn)CustomRejectedExecutionHandler，其中的rejectedExecution方法簡(jiǎn)單地拋出一個(gè) RejectedExecutionException 異常。然后，在創(chuàng)建線程池時(shí)，我們將上述自定義的拒絕策略傳遞給 ThreadPoolExecutor 的構(gòu)造函數(shù)。當(dāng)線程池?zé)o法接受新任務(wù)時(shí)，拒絕策略會(huì)被調(diào)用，我們?cè)谶@個(gè)方法中拋出一個(gè)異常，顯示任務(wù)被拒絕。你也可以根據(jù)自己的需求，實(shí)現(xiàn)不同的拒絕策略，例如將任務(wù)丟棄、阻塞等。請(qǐng)注意，當(dāng)自定義拒絕策略拋出異常時(shí)，可能需要適當(dāng)?shù)靥幚懋惓?，以免影響程序的?zhí)行。

?線程池處理任務(wù)的流程是什么樣的？

（1）線程池的主要處理流程如下圖所示：

（2）從圖中可以看出，當(dāng)提交一個(gè)新任務(wù)到線程池時(shí)，線程池的處理流程如下：

• 線程池判斷當(dāng)前工作線程數(shù)是否小于核心線程數(shù) (其大小為 corePoolSize) 。如果小于，即核心線程池未滿，則創(chuàng)建一個(gè)新的工作線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)。如果大于，即核心線程池里的線程都在執(zhí)行任務(wù)，則進(jìn)入下個(gè)流程；
• 線程池判斷工作隊(duì)列 (workQueue) 是否已經(jīng)滿。如果工作隊(duì)列沒(méi)有滿，則將新提交的任務(wù)存儲(chǔ)在這個(gè)工作隊(duì)列里。如果工作隊(duì)列滿了，則進(jìn)入下個(gè)流程；
• 線程池判斷線程池的線程 (大小為 maximumPoolSize) 是否都處于工作狀態(tài)。如果沒(méi)有，則創(chuàng)建一個(gè)新的工作線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)。如果已經(jīng)滿了，則交給飽和策略 (RejectedExecutionHandler) 來(lái)處理這個(gè)任務(wù)；

?為什么線程池要先把任務(wù)放在阻塞隊(duì)列中，然后再調(diào)用非核心線程處理任務(wù)？

（1）線程池將任務(wù)放在阻塞隊(duì)列中，并先調(diào)用非核心線程來(lái)處理任務(wù)的原因有以下幾點(diǎn)：

• 平衡資源利用率：通過(guò)將任務(wù)放在阻塞隊(duì)列中，可以避免瞬間來(lái)臨的大量任務(wù)導(dǎo)致創(chuàng)建過(guò)多的線程，從而平衡了系統(tǒng)資源的利用率。非核心線程可以限制線程數(shù)量，而阻塞隊(duì)列可以緩沖任務(wù)，讓系統(tǒng)在承載能力范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的負(fù)載。
• 控制線程數(shù)量：通過(guò)將任務(wù)放在阻塞隊(duì)列中，非核心線程可以通過(guò)輪詢阻塞隊(duì)列來(lái)獲取任務(wù)并執(zhí)行。這種方式可以限制線程的數(shù)量，防止線程過(guò)多占用過(guò)多資源，避免系統(tǒng)資源耗盡。
• 避免任務(wù)丟失：當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，如果線程池中的非核心線程都已經(jīng)被占用，那么新的任務(wù)將被放在阻塞隊(duì)列中等待執(zhí)行。這樣可以避免任務(wù)丟失，盡可能確保所有任務(wù)都能得到處理。

（2）綜上所述，在線程池中先將任務(wù)放在阻塞隊(duì)列中，然后再調(diào)用非核心線程來(lái)處理任務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)線程數(shù)量的控制、平衡資源利用率、提高響應(yīng)速度和避免任務(wù)丟失等好處。這樣設(shè)計(jì)可以更有效地管理和利用系統(tǒng)資源，并提供更高效的并發(fā)處理能力。

線程池中線程實(shí)現(xiàn)復(fù)用的原理是什么？

（1）線程池的核心功能就是實(shí)現(xiàn)了線程的重復(fù)利用，而在線程池內(nèi)部其實(shí)是被封裝成一個(gè) Worker 對(duì)象：

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {

	//...

	private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable {
		//...
	}
}

從上述源碼可知，Worker 繼承了 AQS，即有一定鎖的特性。創(chuàng)建線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)的方法上面提到是通過(guò) addWorker 方法創(chuàng)建的。在創(chuàng)建 Worker 對(duì)象的時(shí)候，會(huì)把線程和任務(wù)一起封裝到 Worker 內(nèi)部，然后調(diào)用 runWorker 方法來(lái)讓線程執(zhí)行任務(wù)：

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {

	//...

	final void runWorker(Worker w) {
        Thread wt = Thread.currentThread();
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
                w.lock();
                // If pool is stopping, ensure thread is interrupted;
                // if not, ensure thread is not interrupted.  This
                // requires a recheck in second case to deal with
                // shutdownNow race while clearing interrupt
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
                        task.run();
                    } catch (RuntimeException x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Error x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Throwable x) {
                        thrown = x; throw new Error(x);
                    } finally {
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                    task = null;
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                }
            }
            completedAbruptly = false;
        } finally {
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        }
    }
}

（2）runWorker 方法內(nèi)部使用了 while 死循環(huán)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)任務(wù)執(zhí)行完之后，會(huì)不斷地通過(guò) getTask 方法獲取任務(wù)：

• 如果能獲取到任務(wù)，就會(huì)調(diào)用run 方法，繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，這就是線程能夠復(fù)用的主要原因。
• 如果不能獲取到任務(wù)，最后就會(huì)調(diào)用 finally 中的 processWorkerExit 方法，來(lái)將線程退出。

（3）需要注意的是，因?yàn)?Worker 繼承了 AQS，每次在執(zhí)行任務(wù)之前都會(huì)調(diào)用 lock 方法，執(zhí)行完任務(wù)之后，會(huì)調(diào)用 unlock 方法，這樣做的目的在于通過(guò) Woker 的加鎖狀態(tài)就能判斷出當(dāng)前線程是否正在運(yùn)行任務(wù)。

（4）如果想知道線程是否正在運(yùn)行任務(wù)，只需要調(diào)用 Woker 的 tryLock 方法，根據(jù)是否加鎖成功來(lái)進(jìn)行判斷：加鎖成功說(shuō)明當(dāng)前線程沒(méi)有加鎖，也就沒(méi)有執(zhí)行任務(wù)。在調(diào)用 shutdown 方法關(guān)閉線程池的時(shí)候，就是通過(guò)這種方式來(lái)判斷線程有沒(méi)有在執(zhí)行任務(wù)，如果沒(méi)有的話，來(lái)嘗試打斷沒(méi)有執(zhí)行任務(wù)的線程。

線程是如何獲取任務(wù)的以及如何實(shí)現(xiàn)超時(shí)的？

線程在執(zhí)行完任務(wù)之后，會(huì)繼續(xù)從 getTask 方法中獲取任務(wù)，獲取不到就會(huì)退出。getTask 方法的源碼如下：

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {

	//...

	private Runnable getTask() {
        boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?

        for (;;) {
            int c = ctl.get();
            int rs = runStateOf(c);

            // Check if queue empty only if necessary.
            if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
                decrementWorkerCount();
                return null;
            }

            int wc = workerCountOf(c);

            // Are workers subject to culling?
            boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;

            if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
                && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
                if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
                    return null;
                continue;
            }

            try {
                Runnable r = timed ?
                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                    workQueue.take();
                if (r != null)
                    return r;
                timedOut = true;
            } catch (InterruptedException retry) {
                timedOut = false;
            }
        }
    }
}

前面一部分是線程池的一些狀態(tài)的判斷，下面這行代碼

boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;

是判斷當(dāng)前過(guò)來(lái)獲取任務(wù)的線程是否可以超時(shí)退出。如果 allowCoreThreadTimeOut 設(shè)置為 true 或者線程池當(dāng)前的線程數(shù)大于核心線程數(shù)，也就是 corePoolSize，那么該獲取任務(wù)的線程就可以超時(shí)退出。那是怎么做到超時(shí)退出呢，就是這行核心代碼

Runnable r = timed ?
                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                    workQueue.take();

會(huì)根據(jù)是否允許超時(shí)來(lái)選擇調(diào)用阻塞隊(duì)列 workQueue 的 poll 方法或者 take 方法：

• 如果允許超時(shí)，則會(huì)調(diào)用 poll 方法，傳入 keepAliveTime，也就是構(gòu)造線程池時(shí)傳入的空閑時(shí)間，這個(gè)方法的意思就是從隊(duì)列中阻塞 keepAliveTime 時(shí)間來(lái)獲取任務(wù)，獲取不到就會(huì)返回 null；
• 如果不允許超時(shí)，就會(huì)調(diào)用 take 方法，這個(gè)方法會(huì)一直阻塞獲取任務(wù)，直到從隊(duì)列中獲取到任務(wù)位置。

從這里可以看到 keepAliveTime 是如何使用的了。所以到這里應(yīng)該就知道線程池中的線程為什么可以做到空閑一定時(shí)間就退出了。其實(shí)最主要的是利用了阻塞隊(duì)列的 poll 方法的實(shí)現(xiàn)，這個(gè)方法可以指定超時(shí)時(shí)間，一旦線程達(dá)到了 keepAliveTime 還沒(méi)有獲取到任務(wù)，那么就會(huì)返回 null，前面提到 getTask 方法返回 null，線程就會(huì)退出。

需要注意的是，判斷當(dāng)前獲取任務(wù)的線程是否可以超時(shí)退出的時(shí)候，如果將 allowCoreThreadTimeOut 設(shè)置為 true，那么所有線程走到這個(gè)timed 都是 true，那么所有的線程，包括核心線程都可以做到超時(shí)退出。如果你的線程池需要將核心線程超時(shí)退出，那么可以通過(guò)allowCoreThreadTimeOut 方法將 allowCoreThreadTimeOut 變量設(shè)置為 true。

線程池的關(guān)閉是如何進(jìn)行的？

線程池提供了 shutdown 和 shutdownNow 兩個(gè)方法來(lái)關(guān)閉線程池。

shutdown()

shutdown 方法將線程池的狀態(tài)修改為 SHUTDOWN，然后嘗試打斷空閑的線程（如何判斷空閑，前面有提到），也就是在阻塞等待任務(wù)的線程。

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {

	//...
	
	public void shutdown() {
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        mainLock.lock();
        try {
            checkShutdownAccess();
            advanceRunState(SHUTDOWN);
            interruptIdleWorkers();
            onShutdown(); // hook for ScheduledThreadPoolExecutor
        } finally {
            mainLock.unlock();
        }
        tryTerminate();
    }
}

shutdownNow()

shutdownNow 方法將線程池的狀態(tài)修改為 STOP，然后嘗試打斷所有的線程，從阻塞隊(duì)列中移除剩余的任務(wù)，這也是為什么 shutdownNow 不能執(zhí)行剩余任務(wù)的原因。

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {

	//...
	
	public List<Runnable> shutdownNow() {
        List<Runnable> tasks;
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        mainLock.lock();
        try {
            checkShutdownAccess();
            advanceRunState(STOP);
            interruptWorkers();
            tasks = drainQueue();
        } finally {
            mainLock.unlock();
        }
        tryTerminate();
        return tasks;
    }
}

所以也可以看出 shutdown 方法和 shutdownNow 方法的主要區(qū)別就是：shutdown 之后還能處理在隊(duì)列中的任務(wù)，shutdownNow 直接就將任務(wù)從隊(duì)列中移除，線程池里的線程就不再處理了。

如果在線程池中配置了有限的最大線程數(shù)量、有界隊(duì)列，那么當(dāng)請(qǐng)求過(guò)多時(shí)，應(yīng)該如何解決任務(wù)可能丟失的問(wèn)題？

可以通過(guò)實(shí)現(xiàn) RejectedExecutionHandler 接口來(lái)自定義拒絕策略，如果線程池?zé)o法執(zhí)行更多的任務(wù)了，此時(shí)建議可以把任務(wù)信息持久化寫入到磁盤里面去，后臺(tái)專門啟動(dòng)一個(gè)線程，后續(xù)等待你的線程池的工作負(fù)荷降低了，再慢慢的從磁盤中讀取之間持久化的任務(wù)，重新提交到線程池中去執(zhí)行。

如果線上機(jī)器宕機(jī)，線程池中的阻塞隊(duì)列可能還有未處理的任務(wù)，應(yīng)該如何解決這個(gè)問(wèn)題？

在提交一個(gè)任務(wù)到線程池里去之前，可以先將該任務(wù)的信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并記錄其狀態(tài)（狀態(tài)包括未提交、已提交、已完成，初始時(shí)為未提交）。當(dāng)該任務(wù)提交之后，更新其狀態(tài)為已提交即可。系統(tǒng)重啟之后后臺(tái)線程去掃描數(shù)據(jù)庫(kù)里的未提交和已提交的任務(wù)狀態(tài)。可以把未提交、已提交的任務(wù)重新提交到線程池中繼續(xù)執(zhí)行即可。

線程池的隊(duì)列滿了之后可能會(huì)發(fā)生什么？

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，我們可以分情況進(jìn)行討論：

• 如果線程池中的隊(duì)列滿了并且創(chuàng)建的線程數(shù)達(dá)到了 corePoolSize 之后，會(huì)判斷如果 maximumPoolSize 大于 coolPoolSize，此時(shí)會(huì)創(chuàng)建不會(huì)大于 maximumPoolSize 額外的線程處理隊(duì)列中的請(qǐng)求。
• 如果隊(duì)列中的請(qǐng)求處理完了，額外的線程數(shù)會(huì)存活 keepAliveTime 時(shí)間后會(huì)自動(dòng)銷毀。
• 如果隊(duì)列滿了，并且額外的線程也已經(jīng)滿負(fù)荷了。這個(gè)時(shí)候會(huì)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的拒絕策略。

ThreadPoolExecutor 執(zhí)行 execute() 方法的執(zhí)行流程是什么樣的？

（1）ThreadPoolExecutor 執(zhí)行 execute() 方法的執(zhí)行流程如下如所示，我們可以將其看作線程池執(zhí)行流程在代碼中的具體表現(xiàn)。

（2）ThreadPoolExecutor 執(zhí)行 execute 方法分下面 4 種情況：
① 如果當(dāng)前運(yùn)行的線程少于 corePoolSize，則創(chuàng)建新線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)（注意，執(zhí)行這一步驟需要獲取全局鎖）。
② 如果運(yùn)行的線程等于或多于 corePoolSize，則將任務(wù)加入 BlockingQueue。
③ 如果無(wú)法將任務(wù)加入 BlockingQueue（隊(duì)列已滿），則創(chuàng)建新的線程來(lái)處理任務(wù)（注意，執(zhí)行這一步驟需要獲取全局鎖）。
④ 如果創(chuàng)建新線程將使當(dāng)前運(yùn)行的線程超出 maximumPoolSize，任務(wù)將被拒絕，并調(diào)用 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution() 方法。

ThreadPoolExecutor 采取上述步驟的總體設(shè)計(jì)思路，是為了在執(zhí)行 execute() 方法時(shí)，盡可能地避免獲取全局鎖（那將會(huì)是一個(gè)嚴(yán)重的可伸縮瓶頸）。在 ThreadPoolExecutor 完成預(yù)熱之后（當(dāng)前運(yùn)行的線程數(shù)大于等于 corePoolSize），幾乎所有的 execute() 方法調(diào)用都是執(zhí)行步驟 ②，而步驟 ② 不需要獲取全局鎖。

如何給線程池命名？

初始化線程池的時(shí)候需要顯示命名（設(shè)置線程池名稱前綴），有利于定位問(wèn)題。默認(rèn)情況下創(chuàng)建的線程名字類似 pool-1-thread-n 這樣的，沒(méi)有業(yè)務(wù)含義，不利于定位問(wèn)題。給線程池里的線程命名通常有下面兩種方式：

使用 guava 的 ThreadFactoryBuilder

ThreadPoolExecutor 的構(gòu)造函數(shù)中的參數(shù) ThreadFactory 是用于設(shè)置創(chuàng)建線程的工廠，可以通過(guò)線程工廠給每個(gè)創(chuàng)建出來(lái)的線程設(shè)置更有意義的名字。使用開源框架 guava 提供的 ThreadFactoryBuilder 可以快速給線程池里的線程設(shè)置有意義的名字，代碼如下：

ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("XX-task-%d").build();

實(shí)現(xiàn) ThreadFactory 接口

• 線程池參數(shù) threadFactory 的作用是為線程池創(chuàng)建新線程并提供線程的配置。通過(guò)自定義 threadFactory，可以靈活地指定線程的屬性。當(dāng)線程池需要?jiǎng)?chuàng)建新線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)時(shí)，會(huì)調(diào)用 threadFactory 的 newThread() 方法創(chuàng)建一個(gè)線程，并將其添加到線程池中。因此，通過(guò)自定義 threadFactory，我們可以對(duì)新創(chuàng)建的線程進(jìn)行一些個(gè)性化的設(shè)置,例如線程名、優(yōu)先級(jí)、是否為守護(hù)線程等。
• 常見(jiàn)的線程池實(shí)現(xiàn)類（如 ThreadPoolExecutor）通常提供了一個(gè)默認(rèn)的 threadFactory，如果不指定 threadFactory 參數(shù)，會(huì)使用默認(rèn)的線程工廠。但是，我們也可以根據(jù)需求自己實(shí)現(xiàn) ThreadFactory 接口，以創(chuàng)建滿足特定要求的線程。
• 總結(jié)起來(lái)，threadFactory 參數(shù)在線程池中的作用是用于創(chuàng)建新線程，并可以根據(jù)需要進(jìn)行線程的個(gè)性化配置。通過(guò)自定義 threadFactory，我們能夠更好地控制和管理線程池中的線程。

//帶有前綴名稱的線程工廠
public static class NamedThreadFactory implements ThreadFactory {
    
    //線程名前綴
    private final String prefix;
    //線程編號(hào)
    private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
    
    public NamedThreadFactory(String prefix) {
        this.prefix = prefix;
    }
    
    //重寫 newThread 方法
    @Override
    public Thread newThread(Runnable r) {
        return new Thread(null, r, prefix + threadNumber.getAndIncrement());
    }
}

線程池的狀態(tài)有哪些？

ThreadPoolExecutor 使用變量 ctl 的高 3 位來(lái)表示線程池狀態(tài)，低 29 位表示線程數(shù)量。

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {

	//...
	
	private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;	

	// runState is stored in the high-order bits
    private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;
    private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;
    private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;
    private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;
    private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;

}

從數(shù)字上比較，TERMINATED > TIDYING > STOP > SHUTDOWN > RUNNING。這些信息存儲(chǔ)在一個(gè)原子變量 ctl 中，目的是將線程池狀態(tài)與線程個(gè)數(shù)合二為一，這樣就可以用一次 CAS 原子操作進(jìn)行賦值。

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));

// c 為舊值， ctlOf 返回結(jié)果為新值
ctl.compareAndSet(c, ctlOf(targetState, workerCountOf(c))));

// rs 為高 3 位代表線程池狀態(tài)， wc 為低 29 位代表線程個(gè)數(shù)，ctl 是合并它們
private static int ctlOf(int rs, int wc) {
	return rs | wc; 
}

?如何設(shè)置線程池的大??？

（1）首先，需要明確的是線程池大小不能設(shè)置地過(guò)大或者過(guò)小：

• 如果線程池設(shè)置地太大，那么大量的線程可能會(huì)同時(shí)在競(jìng)爭(zhēng) CPU 資源，這樣會(huì)導(dǎo)致大量的上下文切換，從而增加線程的執(zhí)行時(shí)間，影響了整體執(zhí)行效率。
• 如果線程池設(shè)置地太小，那么當(dāng)同一時(shí)間有大量任務(wù)需要處理時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致它們?cè)谌蝿?wù)隊(duì)列中排隊(duì)等待執(zhí)行，甚至?xí)霈F(xiàn)任務(wù)隊(duì)列滿了之后任務(wù)無(wú)法處理的情況，或者大量任務(wù)堆積在任務(wù)隊(duì)列導(dǎo)致 OOM。這樣一來(lái)，CPU 沒(méi)有得到充分的利用。

（2）要想合理地配置線程池，可以從任務(wù)特性入手來(lái)進(jìn)行分析：

• 任務(wù)的性質(zhì)，性質(zhì)不同的任務(wù)可以用不同規(guī)模的線程池分開處理：
  • CPU 密集型任務(wù)：應(yīng)配置盡可能小的線程，如配置 $N_{cpu}$ + 1 個(gè)線程的線程池；
  • I/O 密集型任務(wù)：由于 I/O 密集型任務(wù)線程并不是一直在執(zhí)行任務(wù)，則應(yīng)配置盡可能多的線程，如 $2?N_{cpu}$
  • 混合型任務(wù)：如果可以拆分，將其拆分成一個(gè) CPU 密集型任務(wù)和一個(gè) I/O 密集型任務(wù)，只要這兩個(gè)任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間相差不是太大，那么分解后執(zhí)行的吞吐量將高于串行執(zhí)行的吞吐量。如果這兩個(gè)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間相差太大，則沒(méi)必要進(jìn)行分解。
• 任務(wù)的優(yōu)先級(jí)：高、中和低。優(yōu)先級(jí)不同的任務(wù)可以使用優(yōu)先級(jí)隊(duì)列 PriorityBlockingQueue 來(lái)處理。它可以讓優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)先執(zhí)行。不過(guò)需要注意的是，如果一直有優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)提交到隊(duì)列里，那么優(yōu)先級(jí)低的任務(wù)可能永遠(yuǎn)不能執(zhí)行。
• 任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間：長(zhǎng)、中和短。執(zhí)行時(shí)間不同的任務(wù)可以交給不同規(guī)模的線程池來(lái)處理，或者可以使用優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，讓執(zhí)行時(shí)間短的任務(wù)先執(zhí)行。
• 任務(wù)的依賴性：是否依賴其他系統(tǒng)資源，如數(shù)據(jù)庫(kù)連接。依賴數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的任務(wù)，因?yàn)榫€程提交SQL后需要等待數(shù)據(jù)庫(kù)返回結(jié)果，等待的時(shí)間越長(zhǎng)，則 CPU 空閑時(shí)間就越長(zhǎng)，那么線程數(shù)應(yīng)該設(shè)置得越大，這樣才能更好地利用 CPU。

如何判斷是 CPU 密集任務(wù)還是 I/O 密集任務(wù)？
答：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，CPU 密集型任務(wù)指需要利用 CPU 計(jì)算能力的任務(wù)，例如對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。而 I/O 密集型指涉及到網(wǎng)絡(luò)讀取、文件讀取等的任務(wù)，其特點(diǎn)在于 I/O 操作完成的時(shí)間遠(yuǎn)大于 CPU 計(jì)算耗費(fèi)的時(shí)間，即大部分時(shí)間都花在了等待 I/O 操作完成上。

Java 中如何獲取當(dāng)前 CPU 的核心數(shù)？
答：使用 int cores = Runtime.getRuntime().availableProcessors(); 這行代碼即可獲取當(dāng)前 CPU 的核心數(shù)。

對(duì)于 CPU 密集型任務(wù)，線程池的大小為什么不設(shè)置為 n，而是 n + 1？
答：對(duì)于 CPU 密集型任務(wù)，在有 n 個(gè)處理器的系統(tǒng)上，當(dāng)線程池的大小設(shè)置為 n + 1 時(shí)，能實(shí)現(xiàn) CPU 的最優(yōu)利用率，因?yàn)榧词巩?dāng) CPU 密集型的線程偶爾由于頁(yè)缺失故障或者其他原因暫停時(shí)，這個(gè)“額外”的線程也能確保 CPU 的時(shí)鐘周期不會(huì)被浪費(fèi)，從未盡可能地利用 CPU 資源。

為什么對(duì)于 I/O 密集型任務(wù)，線程數(shù)建議設(shè)置為 2 * n？
因?yàn)樵?I/O 密集型任務(wù)中，大部分時(shí)間線程都在等待外部 I/O 操作完成，而不是進(jìn)行計(jì)算密集型的工作，并且用于上下文切換的時(shí)間要遠(yuǎn)小于阻塞等待的時(shí)間。例如，當(dāng)線程在從磁盤讀取數(shù)據(jù)或等待網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)，它會(huì)處于阻塞狀態(tài)，CPU 資源不會(huì)被過(guò)多占用。

假設(shè)在一個(gè)請(qǐng)求中，計(jì)算操作需要 5ms，I/O 操作需要 100 ms。對(duì)于一臺(tái)有 8 核的機(jī)器，如果要求 CPU 利用率達(dá)到 100%，應(yīng)該如何設(shè)置線程數(shù)？

• 對(duì)于復(fù)合型任務(wù)，我們可以綜合考慮 CPU 密集型和 I/O 密集型的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。
• 在這種情況下，如果計(jì)算操作需要 5ms（CPU 操作 5ms），而 I/O 操作需要 100ms，那么單核 CPU 的利用率就是 5 / (5+100)。
• 為了達(dá)到理論上的 100% CPU 利用率，需要的線程數(shù)為 1 / (5 / (5 + 100))，即 21 個(gè)線程。
• 然而，現(xiàn)在我們只有 8 個(gè)核可用，所以根據(jù)這個(gè)理論，需要的線程數(shù)是 168 個(gè)（8 核 * 21 線程）。
• 不過(guò)，這是一個(gè)理論值，實(shí)際情況可能受其他因素的限制。

如何對(duì)線程池進(jìn)行監(jiān)控？

（1）如果在系統(tǒng)中大量使用線程池，則有必要對(duì)線程池進(jìn)行監(jiān)控，方便在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以根據(jù)線程池的使用狀況快速定位問(wèn)題。可以通過(guò)線程池提供的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，在監(jiān)控線程池的時(shí)候可以使用以下屬性：

• taskCount：線程池需要執(zhí)行的任務(wù)數(shù)量。
• completedTaskCount：線程池在運(yùn)行過(guò)程中已完成的任務(wù)數(shù)量，小于或等于taskCount。
• largestPoolSize：線程池里曾經(jīng)創(chuàng)建過(guò)的最大線程數(shù)量。通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)可以知道線程池是否曾經(jīng)滿過(guò)。如該數(shù)值等于線程池的最大大小，則表示線程池曾經(jīng)滿過(guò)。
• getPoolSize：線程池的線程數(shù)量。如果線程池不銷毀的話，線程池里的線程不會(huì)自動(dòng)銷毀，所以這個(gè)大小只增不減。
• getActiveCount：獲取活動(dòng)的線程數(shù)。

（2）此外，我們還可以通過(guò)擴(kuò)展線程池進(jìn)行監(jiān)控。可以通過(guò)繼承線程池來(lái)自定義線程池，重寫線程池的 beforeExecute、afterExecute 和 terminated 方法，也可以在任務(wù)執(zhí)行前、執(zhí)行后和線程池關(guān)閉前執(zhí)行一些代碼來(lái)進(jìn)行監(jiān)控。例如，監(jiān)控任務(wù)的平均執(zhí)行時(shí)間、最大執(zhí)行時(shí)間和最小執(zhí)行時(shí)間等，這幾個(gè)方法在線程池里是空方法。

如何動(dòng)態(tài)地修改線程池的參數(shù)？

ThreadPoolExecutor 類中提供了以下這些方法來(lái)動(dòng)態(tài)修改參數(shù)：

線程池使用的注意事項(xiàng)有哪些？線程池中的線程是不是線程越多越好？

（1）在線程池的使用中，有一些注意事項(xiàng)需要考慮：

• 合理配置線程池大小：線程池的大小應(yīng)根據(jù)處理任務(wù)的類型和數(shù)量來(lái)進(jìn)行配置。如果線程池的線程數(shù)量過(guò)少，可能無(wú)法及時(shí)處理所有的任務(wù)；而線程數(shù)量過(guò)多，則會(huì)消耗過(guò)多的系統(tǒng)資源。需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，確保線程池的大小可以適應(yīng)任務(wù)負(fù)載。
• 考慮線程的生命周期：線程池中的線程是可以重用的，所以在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，要考慮到線程的生命周期，避免出現(xiàn)線程不會(huì)自動(dòng)終止的情況。如果線程的任務(wù)執(zhí)行完畢后，沒(méi)有新的任務(wù)可以執(zhí)行，可以通過(guò)合理的配置線程存活時(shí)間、設(shè)置超時(shí)時(shí)間等機(jī)制來(lái)避免空閑線程一直存在。
• 任務(wù)類型和任務(wù)隊(duì)列：根據(jù)任務(wù)的特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)隊(duì)列類型。例如，對(duì)于耗時(shí)較長(zhǎng)的I/O密集型任務(wù)，可以使用無(wú)界隊(duì)列；而對(duì)于CPU密集型任務(wù)，可能需要使用有界隊(duì)列來(lái)限制任務(wù)的提交速度，避免系統(tǒng)資源被耗盡。選擇適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)隊(duì)列類型可以對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生重要影響。
• 異常處理：在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)異常。要確保及時(shí)捕獲并處理異常，避免線程池因?yàn)楫惓Ｇ闆r而終止或發(fā)生其他意外。
• 監(jiān)控和調(diào)優(yōu)：及時(shí)監(jiān)控線程池的運(yùn)行狀態(tài)、任務(wù)執(zhí)行情況和系統(tǒng)資源的使用情況，以便及時(shí)調(diào)整線程池的配置參數(shù)，提高系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。

（2）關(guān)于線程數(shù)量的問(wèn)題，更多不一定意味著更好。線程數(shù)量的增加會(huì)增加線程間的上下文切換開銷，并且會(huì)占用更多的系統(tǒng)資源。當(dāng)線程數(shù)量超出合理范圍時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)載過(guò)重，性能反而下降。因此，需要根據(jù)實(shí)際需求和系統(tǒng)資源進(jìn)行評(píng)估，并選擇適當(dāng)?shù)木€程數(shù)量。通常情況下，可以依據(jù)CPU核心數(shù)和任務(wù)類型進(jìn)行參考，一般不建議無(wú)限制增加線程數(shù)量。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-470321.html

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