面试7. 线程池用过么？

vlambda
2021-01-28

面试7. 线程池用过么？

线程池的优势

线程池做的工作主要是控制运行的线程的数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了最大数量，超出的线程排队等候，等其他线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行

主要特点：线程复用，控制最大并发数，管理线程

核心都是ThreadPoolExecutor

三种线程池：newFixedThreadPool()：传固定值的线程池，适合长期的任务，性能好

newSingleThreadExecutor()：固定一个线程，适合依次执行任务的场景，一个一个执行任务的场景

newCachedThreadPool()：可缓存线程池，执行很多短期异步的小程序或负载较轻的任务

public static void main(String[] args) {
  //ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);//一池5线程
  //ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();//一池1线程
  ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();//一池N线程，具体不确定，看处理情况
  try {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      int j = i;
      executorService.execute(()->{
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + j);
      });
    }
  } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
  } finally {
    executorService.shutdown();
  }
}

源码可以看到：底层是ThreadPoolExecutor和阻塞队列LinkedBlockingQueue和同步队列SynchronousQueue

线程池的参数

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
 int maximumPoolSize,
 long keepAliveTime,
 TimeUnit unit,
 BlockingQueue<Runnable> workQueue,
 ThreadFactory threadFactory,
 RejectedExecutionHandler handler) {

7个参数

corePoolSize：核心线程数

maximumPoolSize：最大线程数

keepAliveTime：多余的空闲线程的存活时间

unit：keepAliveTime单位

workQueue：阻塞队列

threadFactory：线程工厂，使用默认的

handler：拒绝策略

线程池 == 银行网点

核心线程数：今日当值的受理窗口

最大线程数：最多的受理窗口

阻塞队列：银行的候客区

线程工厂：银行的logo，工作人员的胸卡，使用默认的

拒绝策略：如果最大线程数满了，阻塞队列也满了，就拒绝客户进入到网点了

如果核心线程数都用了，阻塞队列也满了，就扩大到最大线程数，处理完，如果有空闲，超过keepAliveTime就销毁掉多的线程，到核心线程数就行

线程池的工作原理

在创建线程池后，等待提交过来的任务请求
当调用了execute()方法添加一个请求任务时，线程池会做出如下判断

如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，那么创建线程运行这个任务

如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，那么将这个任务方法队列

如果这个时候任务队列满了且正在运行的线程数小于MaximumPoolSize，那么创建非核心线程运行任务

如果队列满了，且当前线程数大于等于maximumPoolSize，那么线程池会启动拒绝策略来执行

当一个线程完成任务时，它会从队列中取出下一个任务来执行
当一个线程无事可做，超过一定的时间，线程池会判断

如果当前运行线程数大于corePoolSize，那么这个线程会停掉，会最终收缩到corePoolSize的大小

线程池的拒绝策略

默认是抛异常

AbortPolicy（默认）：直接抛出RejectedExecutionException异常，阻止系统正常运行

CallerRunsPolicy："调用者运行"一种调节机制，该策略不会抛弃任务，也不会抛异常，而是将某些任务回退到调用者，从而降低新任务的流量

DiscardOldestPolicy：抛弃队列中等待最久的任务，然后把当前任务加入队列中尝试再次提交当前任务

DiscardPolicy：直接丢弃任务，不处理也不抛异常，如果允许任务丢失，这是最好的一种方案

这几种策略，都实现了RejectedExecutionHandler接口，可以自定义拒绝策略

//自定义拒绝策略，抛异常
private static class CustomRejectPolicy implements RejectedExecutionHandler {
  @Override
  public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
    throw new RejectedExecutionException("异步工具类task满了，抛出异常拒绝执行任务！ " + r.toString() +
                                         " rejected from " +
                                         executor.toString());
  }
}

生产中的线程池的使用

private static int CORE_POOL_SIZE = Runtime.getRuntime().availableProcessors();//核心线程数：cpu核数
private static int MAX_POOL_SIZE = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;//最大线程数：cpu核数*2
private static ThreadPoolExecutor EXECUTOR_SERVICE = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
                                                                            MAX_POOL_SIZE,
                                                                             60L,
                                                                            TimeUnit.SECONDS,
                                                                            new ArrayBlockingQueue<Runnable>(40000*MAX_POOL_SIZE),
                                                                            Executors.defaultThreadFactory(),
                                                                            new CustomRejectPolicy());

实际工作中使用的是架构师写的线程池工具类。因为那几种线程池的创建，阻塞队列的最大值是Integer.MAX_VALUE，会使堆塞满了，这样会导致OOM异常

测试拒绝策略

public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(2,5,2L, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<>(3),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                //new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()//默认的，会抛异常
                //new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()//回退给调用线程
                //new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()//抛弃最久的任务
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()//直接抛弃任务 );
        try {
            for (int i = 0; i <= 20; i++) {
                int j = i;
                threadPoolExecutor.execute(()->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" +j);
                });
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            threadPoolExecutor.shutdown();
        }
    }

线程池配置合理线程数

确定最大线程数的标准

cpu密集型：任务需要大量的运算，没有阻塞，cpu全速运行，尽可能减少线程数

一般公式：cpu核数+1

IO密集型：有大量的阻塞，有两种配置方式

（1）cpu核数*2

（2）cup核数 /1-阻塞系数（阻塞系统在0.8-0.9之间）8核cpu的话，8/1-0.9=80个线程数

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