Q11. 线程池！！！ 聊一下线程池 1. 要聊出创建线程池需要的7个参数分别是什么。 2. 使用线程池的优缺点。 3. 要聊出使用线程池分配线程的顺序，如先核心线程，然后队列，然后拓展线程，最后拒绝策略。 4. 要聊出4种拒绝策略都分别是什么。 5. 有哪些种类的线程池。

<think>我们正在讨论线程池的创建参数、优缺点、线程分配顺序、拒绝策略以及线程池类型。以下将逐一展开： ### 一、线程池创建参数（以Java的ThreadPoolExecutor为例） 线程池的创建通常需要配置以下核心参数： 1. **corePoolSize（核心线程数）** 线程池中保持活动状态的最小线程数，即使它们处于空闲状态也不会被销毁（除非设置`allowCoreThreadTimeOut`为true）[^4]。 2. **maximumPoolSize（最大线程数）** 线程池允许创建的最大线程数。当任务队列满时，线程池会创建新线程直到达到此上限[^4]。 3. **keepAliveTime（线程空闲时间）** 非核心线程空闲时存活的时间。超过此时间且无任务可执行时，非核心线程会被回收[^4]。 4. **unit（时间单位）** `keepAliveTime`的时间单位（如秒、毫秒）[^4]。 5. **workQueue（任务队列）** 用于存放待执行任务的阻塞队列，常见类型有： - `ArrayBlockingQueue`：基于数组的有界队列 - `LinkedBlockingQueue`：基于链表的无界队列（需警惕OOM） - `SynchronousQueue`：不存储元素的直接传递队列 - `PriorityBlockingQueue`：带优先级的无界队列 6. **threadFactory（线程工厂）** 用于创建新线程，可自定义线程名称、优先级等[^4]。 7. **rejectedExecutionHandler（拒绝策略）** 当任务队列满且线程数达到最大值时，对新提交任务的处理策略（详见第四部分）[^2]。 --- ### 二、线程池的优缺点 #### 优点： 1. **降低资源消耗** 复用已创建的线程，减少频繁创建/销毁线程的开销（系统调用、内存分配等）[^3]。 2. **提高响应速度** 任务到达时可直接使用空闲线程执行，无需等待线程创建[^3]。 3. **控制并发数量** 避免无限制创建线程导致系统资源耗尽（如OOM、CPU过载）[^3]。 4. **统一管理机制** 提供任务队列、监控接口、拒绝策略等标准化功能[^1]。 #### 缺点： 1. **复杂度提升** 需合理配置参数（如线程数、队列容量），不当配置可能导致性能下降或资源浪费。 2. **死锁风险** 若线程池任务相互等待且无空闲线程，可能引发死锁。 3. **调试困难** 线程池内任务执行与提交解耦，异常堆栈信息可能不完整。 --- ### 三、线程分配顺序（任务调度流程） 当新任务提交时，线程池按以下顺序处理： ```mermaid graph TD A[提交新任务] --> B{核心线程空闲?} B -->|是| C[分配核心线程执行] B -->|否| D{任务队列未满?} D -->|是| E[任务入队等待] D -->|否| F{当前线程数 < 最大线程数?} F -->|是| G[创建新线程执行] F -->|否| H[触发拒绝策略] ``` 关键规则： 1. 优先使用核心线程执行任务 2. 核心线程全忙时，任务进入队列 3. 队列满时才创建非核心线程 4. 线程数达最大值且队列满时拒绝任务 > ⚠️ 注意：部分线程池（如`ThreadPoolExecutor`的子类）可能调整此逻辑，例如`SynchronousQueue`会直接创建新线程而非入队。 --- ### 四、拒绝策略 当线程池无法处理新任务时（队列满且线程数达上限），会触发拒绝策略。Java提供四种标准策略[^2]： | 策略名 | 行为 | 适用场景 | |----------------------------------|----------------------------------------------------------------------|--------------------------------------| | `AbortPolicy`（默认） | 直接抛出`RejectedExecutionException` | 需严格保障任务不丢失的场景 | | `CallerRunsPolicy` | 由提交任务的线程直接执行该任务 | 需要降低提交速度的场景（如生产者限流）| | `DiscardPolicy` | 静默丢弃新任务，不抛异常也不执行 | 允许丢弃部分任务的监控统计场景 | | `DiscardOldestPolicy` | 丢弃队列中最旧的任务（即队首任务），然后重试提交当前任务 | 允许丢弃旧任务的实时流处理场景 | > 自定义策略：可通过实现`RejectedExecutionHandler`接口定义特殊逻辑（如记录日志或持久化存储）。 --- ### 五、线程池种类（Java标准实现） Java通过`Executors`工具类提供以下常见线程池： | 线程池类型 | 实现原理 | 特点 | |------------------------------|--------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------| | **FixedThreadPool** | `new ThreadPoolExecutor(n, n, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())` | 固定线程数，无界队列，可能堆积大量任务导致OOM | | **CachedThreadPool** | `new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>())` | 线程数无限扩张，适合短时任务，可能创建过多线程导致资源耗尽 | | **SingleThreadExecutor** | `new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())` | 单线程顺序执行，无界队列，保证任务顺序性 | | **ScheduledThreadPool** | `new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize)` | 支持定时/周期性任务，使用`DelayedWorkQueue`存储任务 | > ⚠️ 生产建议：因`FixedThreadPool`/`CachedThreadPool`有资源耗尽风险，推荐直接使用`ThreadPoolExecutor`手动配置参数。 --- ### 总结 线程池通过**参数精细化配置**（核心/最大线程数、队列类型等）实现任务的高效调度，其**核心价值**在于平衡系统资源与并发需求。开发者需结合业务场景（任务性质、并发量、容忍度）选择参数和拒绝策略，避免盲目使用默认配置。 --- §§相关问题§§ 1. 如何根据CPU核心数和任务类型计算线程池的核心线程数？ 2. 无界队列（如`LinkedBlockingQueue`）在线程池中会导致什么问题？ 3. 如何实现一个自定义拒绝策略（如将拒绝任务存入数据库）？ 4. 为什么阿里巴巴开发规范禁止使用`Executors`创建线程池？ 5. 线程池的非核心线程在空闲时一定会被回收吗？</think>### 线程池详解 #### 一、创建参数（核心配置） 线程池的创建需要配置以下关键参数： 1. **corePoolSize（核心线程数）** 线程池长期维持的线程数量，即使空闲也不会被回收[^4] **示例**：CPU密集型任务建议设为`CPU核心数+1`，I/O密集型可设为`2*CPU核心数` 2. **maximumPoolSize（最大线程数）** 线程池允许创建的最大线程数量（当队列满时启用）[^4] **经验值**：通常设为`corePoolSize * 2` 3. **keepAliveTime（线程空闲时间）** 非核心线程空闲时的存活时间，超时将被回收[^4] **单位**：配合`TimeUnit`使用（秒/毫秒等） 4. **workQueue（任务队列）** 存储待执行任务的阻塞队列类型： - `ArrayBlockingQueue`：有界队列（需指定容量） - `LinkedBlockingQueue`：无界队列（可能导致OOM） - `SynchronousQueue`：直接传递队列（不存储任务） - `PriorityBlockingQueue`：带优先级的队列 5. **threadFactory（线程工厂）** 自定义线程创建方式（可设置线程名、优先级等） 6. **rejectedExecutionHandler（拒绝策略）** 当队列满且线程数达上限时的处理策略（详见第四部分）[^2] --- #### 二、优缺点分析 | **优点** | **缺点** | |----------|----------| | **✅ 降低资源消耗**：复用线程减少创建/销毁开销[^3] | **❌ 配置复杂**：参数需根据业务精细调整 | | **✅ 提高响应速度**：任务到达可直接执行[^1] | **❌ 死锁风险**：任务间依赖可能导致阻塞 | | **✅ 控制并发数量**：防止线程爆炸引发OOM[^3] | **❌ 调试困难**：异步任务异常堆栈不完整 | | **✅ 提供管理功能**：统一监控/终止/拒绝机制[^1] | **❌ 资源泄漏**：未正确关闭会导致线程驻留 | --- #### 三、线程分配顺序 当新任务提交时，线程池按以下优先级分配资源： ```mermaid graph LR A[新任务] --> B{核心线程空闲?} B -->|是| C[立即执行] B -->|否| D{队列未满?} D -->|是| E[加入队列等待] D -->|否| F{线程数<最大值?} F -->|是| G[创建新线程执行] F -->|否| H[触发拒绝策略] ``` **关键规则**： 1. 优先使用核心线程 2. 次优先入队等待 3. 最后创建非核心线程 4. 队列满且线程达上限时拒绝任务 --- #### 四、拒绝策略详解 当线程池无法处理新任务时，触发以下策略[^2]： | **策略类型** | **行为** | **适用场景** | |--------------|----------|--------------| | `AbortPolicy`（默认） | 抛出`RejectedExecutionException` | 需严格保证任务不丢失的场景 | | `CallerRunsPolicy` | 由提交任务的线程直接执行 | 需要降低任务提交速度的场景 | | `DiscardPolicy` | 静默丢弃新任务 | 允许丢弃部分任务的监控场景 | | `DiscardOldestPolicy` | 丢弃队列最旧任务后重试 | 实时流处理（保留最新数据） | **自定义策略示例**（记录日志后存储到DB）： ```java new RejectedExecutionHandler() { @Override public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { logger.warn("任务被拒绝: " + r); db.saveRejectedTask(r); // 持久化存储 } } ``` --- #### 五、线程池类型（Java标准实现） 1. **FixedThreadPool** ```java Executors.newFixedThreadPool(int nThreads) ``` - 固定大小线程池 - 使用无界队列（`LinkedBlockingQueue`） - **风险**：可能堆积大量任务导致OOM 2. **CachedThreadPool** ```java Executors.newCachedThreadPool() ``` - 线程数可无限扩张 - 使用`SynchronousQueue`（直接传递任务） - **适用**：短时异步任务 - **风险**：可能创建过多线程耗尽资源 3. **SingleThreadExecutor** ```java Executors.newSingleThreadExecutor() ``` - 单线程顺序执行 - 保证任务执行顺序性 - **适用**：需要顺序执行的任务队列 4. **ScheduledThreadPool** ```java Executors.newScheduledThreadPool(int coreSize) ``` - 支持定时/周期性任务 - 使用`DelayedWorkQueue` - **适用**：定时任务调度 > ⚠️ **生产建议**：避免直接使用`Executors`创建，推荐手动配置`ThreadPoolExecutor`参数[^4]。 --- ### 总结 线程池通过**参数精细化配置**（核心/最大线程数、队列类型等）实现任务的高效调度，其**核心价值**在于平衡系统资源与并发需求。开发中需特别注意： 1. 根据任务类型（CPU/I/O密集型）设置线程数 2. 选择匹配业务场景的队列和拒绝策略 3. 避免使用隐含风险的默认线程池 4. 务必实现完善的关闭和监控机制 ---