线程池 | CS

介绍一下线程池的工作原理

线程池是为了减少频繁的创建线程和销毁线程带来的性能损耗

线程池分为核心线程池，线程池的最大容量，还有等待任务的队列，提交一个任务，如果核心线程没有满，就创建一个线程，如果满了，就是会加入等待队列，如果等待队列满了，就会增加线程，如果达到最大线程数量，就会按照一些丢弃的策略进行处理。

线程池的参数有哪些？

线程池的构造函数有7个参数：

corePoolSize：线程池核心线程数量。默认情况下，线程池中线程的数量如果 <= corePoolSize，那么即使这些线程处于空闲状态，那也不会被销毁。
maximumPoolSize：线程池中最多可容纳的线程数量。当一个新任务交给线程池，如果此时线程池中有空闲的线程，就会直接执行，如果没有空闲的线程且当前线程池的线程数量小于maximumPoolSize，就会创建新的线程来执行任务，否则就会将该任务加入到阻塞队列中，如果阻塞队列满了，就会创建一个新线程，从阻塞队列头部取出一个任务来执行，并将新任务加入到阻塞队列末尾。如果当前线程池中线程的数量等于maximumPoolSize，就不会创建新线程，就会去执行拒绝策略。
keepAliveTime：当线程池中线程的数量大于corePoolSize，并且某个线程的空闲时间超过了keepAliveTime，那么这个线程就会被销毁。
unit：就是keepAliveTime时间的单位。
workQueue：工作队列。当没有空闲的线程执行新任务时，该任务就会被放入工作队列中，等待执行。
threadFactory：线程工厂。可以用来给线程取名字等等
handler：拒绝策略。

线程池工作队列满了有哪些拒绝策略？

当线程池的任务队列满了之后，线程池会执行指定的拒绝策略来应对，常用的四种拒绝策略包括：
CallerRunsPolicy、AbortPolicy、DiscardPolicy、DiscardOldestPolicy，此外，还可以通过实现RejectedExecutionHandler接口来自定义拒绝策略。

四种预置的拒绝策略：

CallerRunsPolicy，使用线程池的调用者所在的线程去执行被拒绝的任务，除非线程池被停止或者线程池的任务队列已有空缺。
AbortPolicy，直接抛出一个任务被线程池拒绝的异常。
DiscardPolicy，不做任何处理，静默拒绝提交的任务。
DiscardOldestPolicy，抛弃最老的任务，然后执行该任务。
自定义拒绝策略，通过实现接口可以自定义任务拒绝策略。

有线程池参数设置的经验吗？

核心线程数（corePoolSize）设置的经验：

CPU密集型：corePoolSize = CPU核数 + 1（避免过多线程竞争CPU）
IO密集型：corePoolSize = CPU核数 x 2（或更高，具体看IO等待时间）

场景一：电商场景，特点瞬时高并发、任务处理时间短，线程池的配置可设置如下：

new ThreadPoolExecutor(
    16, // corePoolSize = 16（假设8核CPU × 2）
    32, // maximumPoolSize = 32（突发流量扩容）
    10, TimeUnit.SECONDS, // 非核心线程空闲10秒回收
    new SynchronousQueue<>(), // 不缓存任务，直接扩容线程
    new AbortPolicy() // 直接拒绝，避免系统过载
);

说明：

使用 SynchronousQueue 确保任务直达线程，避免队列延迟。
拒绝策略快速失败，前端返回“活动火爆”提示，结合降级策略（如缓存预热）。

场景二：后台数据处理服务，特点稳定流量、任务处理时间长（秒级）、允许一定延迟，线程池的配置可设置如下：

new ThreadPoolExecutor(
    8, // corePoolSize = 8（8核CPU）
    8, // maximumPoolSize = 8（禁止扩容，避免资源耗尽）
    0, TimeUnit.SECONDS, // 不回收线程
    new ArrayBlockingQueue<>(1000), // 有界队列，容量1000
    new CallerRunsPolicy() // 队列满后由调用线程执行
);

说明：

固定线程数避免资源波动，队列缓冲任务，拒绝策略兜底。
配合监控告警（如队列使用率>80%触发扩容）。

场景三：微服务HTTP请求处理，特点IO密集型、依赖下游服务响应时间，线程池的配置可设置如下：

new ThreadPoolExecutor(
    16, // corePoolSize = 16（8核 × 2）
    64, // maximumPoolSize = 64（应对慢下游）
    60, TimeUnit.SECONDS, // 非核心线程空闲60秒回收
    new LinkedBlockingQueue<>(200), // 有界队列容量200
    new CustomRetryPolicy() // 自定义拒绝策略（重试或降级）
);

说明：

根据下游RT（响应时间）调整线程数，队列防止瞬时峰值。
自定义拒绝策略将任务暂存Redis，异步重试。

核心线程数设置为0可不可以？

可以，当核心线程数为0的时候，会创建一个非核心线程进行执行。
从下面的源码也可以看到，当核心线程数为 0 时，来了一个任务之后，会先将任务添加到任务队列，同时也会判断当前工作的线程数是否为 0，如果为 0，则会创建线程来执行线程池的任务。

线程池种类有哪些？

ScheduledThreadPool：可以设置定期的执行任务，它支持定时或周期性执行任务，比如每隔 10 秒钟执行一次任务，我通过这个实现类设置定期执行任务的策略。
FixedThreadPool：它的核心线程数和最大线程数是一样的，所以可以把它看作是固定线程数的线程池，它的特点是线程池中的线程数除了初始阶段需要从 0 开始增加外，之后的线程数量就是固定的，就算任务数超过线程数，线程池也不会再创建更多的线程来处理任务，而是会把超出线程处理能力的任务放到任务队列中进行等待。而且就算任务队列满了，到了本该继续增加线程数的时候，由于它的最大线程数和核心线程数是一样的，所以也无法再增加新的线程了。
CachedThreadPool：可以称作可缓存线程池，它的特点在于线程数是几乎可以无限增加的（实际最大可以达到 Integer.MAX_VALUE，为 2^31-1，这个数非常大，所以基本不可能达到），而当线程闲置时还可以对线程进行回收。也就是说该线程池的线程数量不是固定不变的，当然它也有一个用于存储提交任务的队列，但这个队列是 SynchronousQueue，队列的容量为0，实际不存储任何任务，它只负责对任务进行中转和传递，所以效率比较高。
SingleThreadExecutor：它会使用唯一的线程去执行任务，原理和 FixedThreadPool 是一样的，只不过这里线程只有一个，如果线程在执行任务的过程中发生异常，线程池也会重新创建一个线程来执行后续的任务。这种线程池由于只有一个线程，所以非常适合用于所有任务都需要按被提交的顺序依次执行的场景，而前几种线程池不一定能够保障任务的执行顺序等于被提交的顺序，因为它们是多线程并行执行的
SingleThreadScheduledExecutor：它实际和 ScheduledThreadPool 线程池非常相似，它只是ScheduledThreadPool 的一个特例，内部只有一个线程。

线程池一般是怎么用的？

Java 中的 Executors 类定义了一些快捷的工具方法，来帮助我们快速创建线程池。《阿里巴巴 Java 开发手册》中提到，禁止使用这些方法来创建线程池，而应该手动 new ThreadPoolExecutor 来创建线程池。这一条规则的背后，是大量血淋淋的生产事故，最典型的就是 newFixedThreadPool 和newCachedThreadPool，可能因为资源耗尽导致 OOM 问题。

所以，不建议使用 Executors 提供的两种快捷的线程池，原因如下：

我们需要根据自己的场景、并发情况来评估线程池的几个核心参数，包括核心线程数、最大线程数、线程回收策略、工作队列的类型，以及拒绝策略，确保线程池的工作行为符合需求，一般都需要设置有界的工作队列和可控的线程数。
任何时候，都应该为自定义线程池指定有意义的名称，以方便排查问题。当出现线程数量暴增、线程死锁、线程占用大量 CPU、线程执行出现异常等问题时，我们往往会抓取线程栈。此时，有意义的线程名称，就可以方便我们定位问题。

除了建议手动声明线程池以外，我还建议用一些监控手段来观察线程池的状态。线程池这个组件往往会表现得任劳任怨、默默无闻，除非是出现了拒绝策略，否则压力再大都不会抛出一个异常。如果我们能提前观察到线程池队列的积压，或者线程数量的快速膨胀，往往可以提早发现并解决问题。

线程池中shutdown ()，shutdownNow()这两个方法有什么作用？

shutdown使用了以后会置状态为SHUTDOWN，正在执行的任务会继续执行下去，没有被执行的则中断。此时，则不能再往线程池中添加任何任务，否则将会抛出 RejectedExecutionException 异常
shutdownNow 为STOP，并试图停止所有正在执行的线程，不再处理还在池队列中等待的任务，当然，它会返回那些未执行的任务。它试图终止线程的方法是通过调用 Thread.interrupt() 方法来实现的，但是这种方法的作用有限，如果线程中没有sleep 、wait、Condition、定时锁等应用,interrupt()方法是无法中断当前的线程的。所以，ShutdownNow()并不代表线程池就一定立即就能退出，它可能必须要等待所有正在执行的任务都执行完成

提交给线程池中的任务可以被撤回吗？

可以，当向线程池提交任务时，会得到一个 Future 对象。这个 Future 对象提供了几种方法来管理任务的执行，包括取消任务。

取消任务的主要方法是 Future 接口中的 cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 方法。这个方法尝试取消执行的任务。参数 mayInterruptIfRunning 指示是否允许中断正在执行的任务。如果设置为true ，则表示如果任务已经开始执行，那么允许中断任务；如果设置为 false ，任务已经开始执行则不会被中断。