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前言

這周我投遞出了簡(jiǎn)歷，崗位是java后端開發(fā)工程師。這周美團(tuán)面試官給我進(jìn)行了面試。面試過程中他問了線程池，今天詳細(xì)講一講Java 線程池。

線程池

線程池維護(hù)著多個(gè)線程，等待著監(jiān)督管理者分配可并發(fā)執(zhí)行的任務(wù)。這避免了在處理短時(shí)間任務(wù)時(shí)創(chuàng)建與銷毀線程的代價(jià)。

start()創(chuàng)建一定數(shù)量的線程池,進(jìn)行線程循環(huán)

stop()停止所有線程循環(huán)，回收所有資源

addTask()添加任務(wù)

Excutors創(chuàng)建線程池便捷方法如下：

Executors.newFixedThreadPool(100);//創(chuàng)建固定大小的線程池
Executors.newSingleThreadExecutor();//創(chuàng)建只有一個(gè)線程的線程池
Executors.newCachedThreadPool();//創(chuàng)建一個(gè)不限線程數(shù)上限的線程池，任何提交的任務(wù)都將立即執(zhí)行

對(duì)于服務(wù)端需要長(zhǎng)期運(yùn)行的程序，創(chuàng)建線程池應(yīng)該使用ThreadPoolExecutor的構(gòu)造方法

public ThreadPoolExecutor(
      int corePoolPoolSize,//線程池長(zhǎng)期維持的線程數(shù)
      int maximumPoolSize, //線程數(shù)的上限
      long keepAliveTime,//空閑線程存活時(shí)間
      TimeUnit unit,//時(shí)間單位
      BlockingQueue<Runnable> workQueue,//任務(wù)的排隊(duì)隊(duì)列
      ThreadFactory threadFactory,//新線程的產(chǎn)生方式
      RejectedExecutionHandler handler//拒絕策略
  )

java線程池有7大參數(shù)，4大特性。

特性一：當(dāng)池中正在運(yùn)行的線程數(shù)（包括空閑線程）小于corePoolSize時(shí)，新建線程執(zhí)行任務(wù)。

特性二：當(dāng)池中正在運(yùn)行的線程數(shù)大于等于corePoolSize時(shí)，新插入的任務(wù)進(jìn)入workQueue排隊(duì)（如果workQueue長(zhǎng)度允許），等待空閑線程來執(zhí)行。

特性三：當(dāng)隊(duì)列里的任務(wù)數(shù)達(dá)到上限，并且池中正在運(yùn)行的線程數(shù)小于maximumPoolSize，對(duì)于新加入的任務(wù)，新建線程。

特性四：當(dāng)隊(duì)列里的任務(wù)數(shù)達(dá)到上限，并且池中正在運(yùn)行的線程數(shù)等于maximumPoolSize，對(duì)于新加入的任務(wù)，執(zhí)行拒絕策略（線程池默認(rèn)的拒絕策略是拋異常）。

種類

1、newCachedThreadPool

核心線程數(shù)為0，最大線程數(shù)為 Integer.MAX_VALUE

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

1.1作用

創(chuàng)建一個(gè)可根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建新線程的線程池，但是在以前構(gòu)造的線程可用時(shí)將重用它們，并在需要時(shí)使用提供的 ThreadFactory 創(chuàng)建新線程。

1.2特征

（1）線程池中數(shù)量沒有固定，可達(dá)到最大值（Interger. MAX_VALUE）

（2）線程池中的線程可進(jìn)行緩存重復(fù)利用和回收（回收默認(rèn)時(shí)間為1分鐘）

（3）當(dāng)線程池中，沒有可用線程，會(huì)重新創(chuàng)建一個(gè)線程

1.3創(chuàng)建方式

Executors.newCachedThreadPool();

2、newFixedThreadPool

核心線程數(shù)與最大線程數(shù)均為指定的nThreads

空閑線程的存活時(shí)間是0

工作隊(duì)列是無界隊(duì)列

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

2.1作用

創(chuàng)建一個(gè)可重用固定線程數(shù)的線程池，以共享的無界隊(duì)列方式來運(yùn)行這些線程。在任意點(diǎn)，在大多數(shù) nThreads 線程會(huì)處于處理任務(wù)的活動(dòng)狀態(tài)。如果在所有線程處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)提交附加任務(wù)，則在有可用線程之前，附加任務(wù)將在隊(duì)列中等待。如果在關(guān)閉前的執(zhí)行期間由于失敗而導(dǎo)致任何線程終止，那么一個(gè)新線程將代替它執(zhí)行后續(xù)的任務(wù)（如果需要）。在某個(gè)線程被顯式地關(guān)閉之前，池中的線程將一直存在。

2.2特征

（1）線程池中的線程處于一定的量，可以很好的控制線程的并發(fā)量

（2）線程可以重復(fù)被使用，在顯示關(guān)閉之前，都將一直存在

（3）超出一定量的線程被提交時(shí)候需在隊(duì)列中等待

2.3創(chuàng)建方式

（1）Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)；//nThreads為線程的數(shù)量 
（2）Executors.newFixedThreadPool(int nThreads，ThreadFactory threadFactory)；//nThreads為線程的數(shù)量，threadFactory創(chuàng)建線程的工廠方式

3、newSingleThreadExecutor

核心線程數(shù)與最大線程數(shù)均為1

工作隊(duì)列是無界隊(duì)列

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

3.1作用

創(chuàng)建一個(gè)使用單個(gè) worker 線程的 Executor，以無界隊(duì)列方式來運(yùn)行該線程。（注意，如果因?yàn)樵陉P(guān)閉前的執(zhí)行期間出現(xiàn)失敗而終止了此單個(gè)線程，那么如果需要，一個(gè)新線程將代替它執(zhí)行后續(xù)的任務(wù)）。可保證順序地執(zhí)行各個(gè)任務(wù)，并且在任意給定的時(shí)間不會(huì)有多個(gè)線程是活動(dòng)的。與其他等效的 newFixedThreadPool(1) 不同，可保證無需重新配置此方法所返回的執(zhí)行程序即可使用其他的線程。

3.2特征

線程池中最多執(zhí)行1個(gè)線程，之后提交的線程活動(dòng)將會(huì)排在隊(duì)列中以此執(zhí)行。

3.3創(chuàng)建方式

（1）Executors.newSingleThreadExecutor() ； 
（2）Executors.newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory)；// threadFactory創(chuàng)建線程的工廠方式

4、newScheduledThreadPool

指定核心線程數(shù)corePoolSize

最大線程數(shù)是Integer.MAX_VALUE

DelayedWorkQueue：任務(wù)隊(duì)列會(huì)根據(jù)任務(wù)延時(shí)時(shí)間的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行執(zhí)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

創(chuàng)建一個(gè)線程池，它可安排在給定延遲后運(yùn)行命令或者定期地執(zhí)行。

4.2特征

（1）線程池中具有指定數(shù)量的線程，即便是空線程也將保留

（2）可定時(shí)或者延遲執(zhí)行線程活動(dòng)
4.3創(chuàng)建方式

（1）Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)；// corePoolSize線程的個(gè)數(shù) 
（2）newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory)；// corePoolSize線程的個(gè)數(shù)，threadFactory創(chuàng)建線程的工廠

5、newSingleThreadScheduledExecutor

5.1作用

創(chuàng)建一個(gè)單線程執(zhí)行程序，它可安排在給定延遲后運(yùn)行命令或者定期地執(zhí)行。

5.2特征

（1）線程池中最多執(zhí)行1個(gè)線程，之后提交的線程活動(dòng)將會(huì)排在隊(duì)列中以此執(zhí)行

（2）可定時(shí)或者延遲執(zhí)行線程活動(dòng)5.3創(chuàng)建方式

（1）Executors.newSingleThreadScheduledExecutor() ； 
（2）Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory)；//threadFactory創(chuàng)建線程的工廠

工作隊(duì)列

SynchronousQueue：直接提交

是工作隊(duì)列的默認(rèn)選項(xiàng)，將任務(wù)直接提交給線程而不保持。

如果不存在可用于立即運(yùn)行任務(wù)的線程，則試圖把任務(wù)加入隊(duì)列將失敗，因此會(huì)構(gòu)造一個(gè)新的線程。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：可以避免在處理可能具有內(nèi)部依賴性的請(qǐng)求集時(shí)出現(xiàn)鎖。

直接提交通常要求無界maximumPoolSizes 以避免拒絕新提交的任務(wù)。

當(dāng)命令以超過隊(duì)列所能處理的平均數(shù)連續(xù)到達(dá)時(shí)，此策略允許無界線程具有增長(zhǎng)的可能性。

ArrayBlockingQueue：無界隊(duì)列

在所有核心線程都忙時(shí)，新任務(wù)在隊(duì)列中等待。

因此，僅創(chuàng)建corePoolSize線程即可。（maximumPoolSize的值沒有任何作用。）

當(dāng)每個(gè)任務(wù)完全獨(dú)立于其他任務(wù)時(shí)，因此任務(wù)不會(huì)影響彼此的執(zhí)行。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：例如，在網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器中，盡管這種排隊(duì)方式對(duì)于消除短暫的突發(fā)請(qǐng)求很有用。

缺點(diǎn)：當(dāng)命令請(qǐng)求到達(dá)速度比其處理速度更快時(shí)，工作隊(duì)列無限制增長(zhǎng)。

LinkedBlockingQueue：有界隊(duì)列

當(dāng)與有限的maximumPoolSizes一起使用時(shí)，有界隊(duì)列有助于防止資源耗盡，但是調(diào)整和控制起來會(huì)更加困難。

隊(duì)列大小和最大池大小可以相互權(quán)衡

使用大隊(duì)列和小池可以最大程度地減少CPU使用率，操作系統(tǒng)資源和上下文切換開銷，但可能導(dǎo)致人為地降低吞吐量。

如果任務(wù)頻繁阻塞（例如如果它們是受I/O約束的），則系統(tǒng)可能可以為非預(yù)定的更多線程安排時(shí)間。

使用小隊(duì)列通常需要更大的池大小，這會(huì)使CPU繁忙，但可能會(huì)遇到不可接受的調(diào)度開銷，這也會(huì)降低吞吐量。

拒絕策略

AbortPolicy：處理程序遭到拒絕將拋出運(yùn)行時(shí) RejectedExecutionException

DiscardOldestPolicy：如果執(zhí)行程序尚未關(guān)閉，則位于工作隊(duì)列頭部的任務(wù)將被刪除，然后重試執(zhí)行程序（如果再次失敗，則重復(fù)此過程）

CallerRunsPolicy：線程調(diào)用運(yùn)行該任務(wù)的 execute 本身。此策略提供簡(jiǎn)單的反饋控制機(jī)制，能夠減緩新任務(wù)的提交速度。

RejectedExecutionHandler rejected = null;
rejected = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();//默認(rèn)，隊(duì)列滿了丟任務(wù)拋出異常
rejected = new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy();//隊(duì)列滿了丟任務(wù)不異常
rejected = new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy();//將最早進(jìn)入隊(duì)列的任務(wù)刪，之后再嘗試加入隊(duì)列
rejected = new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();//如果添加到線程池失敗，那么主線程會(huì)自己去執(zhí)行該任務(wù)

總結(jié)

咱們玩歸玩，鬧歸鬧，別拿面試開玩笑。

線程池記憶口訣：七個(gè)參數(shù)，四大特性，五個(gè)種類、三大工作隊(duì)列、四大拒絕策略

線程池，在面試中出現(xiàn)的次數(shù)非常多，大家面試前要把知識(shí)點(diǎn)記牢。

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面試官這樣問Java 線程池，我的回答讓他豎起了大拇指！

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前言

線程池

種類

1、newCachedThreadPool

1.1作用

1.2特征

1.3創(chuàng)建方式

2、newFixedThreadPool

2.1作用

2.2特征

2.3創(chuàng)建方式

3、newSingleThreadExecutor

3.1作用

3.2特征

3.3創(chuàng)建方式

4、newScheduledThreadPool

4.1作用

4.2特征

5、newSingleThreadScheduledExecutor

5.1作用

5.2特征

工作隊(duì)列

SynchronousQueue：直接提交

ArrayBlockingQueue：無界隊(duì)列

LinkedBlockingQueue：有界隊(duì)列

拒絕策略

總結(jié)

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面試官這樣問Java 線程池，我的回答讓他豎起了大拇指！

前言

線程池

種類

1、newCachedThreadPool

1.1作用

1.2特征

1.3創(chuàng)建方式

2、newFixedThreadPool

2.1作用

2.2特征

2.3創(chuàng)建方式

3、newSingleThreadExecutor

3.1作用

3.2特征

3.3創(chuàng)建方式

4、newScheduledThreadPool

4.1作用

4.2特征

5、newSingleThreadScheduledExecutor

5.1作用

5.2特征

工作隊(duì)列

SynchronousQueue：直接提交

ArrayBlockingQueue：無界隊(duì)列

LinkedBlockingQueue：有界隊(duì)列

拒絕策略

總結(jié)

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1、newCachedThreadPool

2、newFixedThreadPool

4、newScheduledThreadPool

5、newSingleThreadScheduledExecutor