- 線程池各個參數的作用，簡單闡述一下線程池工作流程。
- 常見的線程池有哪些，分別適用於什么場景？
- 使用無界隊列的線程會導致內存飆升嗎？
Java線程池概念
顧名思義，管理線程的池子，相比於手工創建、運行線程，使用線程池，有如下優點
- 降低線程創建和銷毀線程造成的開銷
- 提高響應速度。任務到達時，相對於手工創建一個線程，直接從線程池中拿線程，速度肯定快很多
- 提高線程可管理性。線程是稀缺資源，如果無限制地創建，不僅會消耗系統資源，還會降低系統穩定性，使用線程池可以進行統一分配、調優和監控
Java線程池創建
無論是創建何種類型線程池(FixedThreadPool、CachedThreadPool…)，均會調用ThreadPoolExecutor構造函數，下面詳細解讀各個參數的作用
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
}
- corePoolSize:核心線程最大數量，通俗點來講就是，線程池中常駐線程的最大數量
- maximumPoolSize:線程池中運行最大線程數(包括核心線程和非核心線程)
- keepAliveTime:線程池中空閑線程（僅適用於非核心線程）所能存活的最長時間
- unit:存活時間單位，與keepAliveTime搭配使用
- workQueue：存放任務的阻塞隊列
- handler:線程池飽和策略
線程池執行流程
當提交一個新任務，線程池的處理流程如下：
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判斷線程池中核心線程數是否已達閾值corePoolSize,若否，則創建一個新核心線程執行任務
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若核心線程數已達閾值corePoolSize,判斷阻塞隊列workQueue是否已滿，若未滿，則將新任務添加進阻塞隊列
-
若滿，再判斷，線程池中線程數是否達到閾值maximumPoolSize,若否，則新建一個非核心線程執行任務。若達到閾值，則執行線程池飽和策略。
線程池飽和策略分為一下幾種：
- AbortPolicy:直接拋出一個異常，默認策略
- DiscardPolicy: 直接丟棄任務
- DiscardOldestPolicy:拋棄下一個將要被執行的任務(最舊任務)
- CallerRunsPolicy:主線程中執行任務
從流程角度，更形象的圖：
從結構角度，更形象的圖：
幾種常用的線程池
幾種典型的工作隊列
- ArrayBlockingQueue:使用數組實現的有界阻塞隊列，特性先進先出
- LinkedBlockingQueue:使用鏈表實現的阻塞隊列，特性先進先出，可以設置其容量，默認為Interger.MAX_VALUE，特性先進先出
- PriorityBlockingQueue:使用平衡二叉樹堆，實現的具有優先級的無界阻塞隊列
- DelayQueue:無界阻塞延遲隊列，隊列中每個元素均有過期時間，當從隊列獲取元素時，只有
- 過期元素才會出隊列。隊列頭元素是最塊要過期的元素。
- SynchronousQueue:一個不存儲元素的阻塞隊列，每個插入操作，必須等到另一個線程調用移除操作，否則插入操作一直處於阻塞狀態
幾種典型的線程池
SingleThreadExecutor
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
創建單個線程。它適用於需要保證順序地執行各個任務;並且在任意時間點，不會有多個線程是活動的應用場景。
SingleThreadExecutor的corePoolSize和maximumPoolSize被設置為1，使用無界隊列LinkedBlockingQueue作為線程池的工作隊列。
- 當線程池中沒有線程時，會創建一個新線程來執行任務。
- 當前線程池中有一個線程后，將新任務加入LinkedBlockingQueue
- 線程執行完第一個任務后，會在一個無限循環中反復從LinkedBlockingQueue 獲取任務來執行。
**使用場景：**適用於串行執行任務場景
FixedThreadPool
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory);
}
corePoolSize等於maximumPoolSize,所以線程池中只有核心線程，使用無界阻塞隊列LinkedBlockingQueue作為工作隊列
FixedThreadPool是一種線程數量固定的線程池，當線程處於空閑狀態時，他們並不會被回收，除非線程池被關閉。當所有的線程都處於活動狀態時，新的任務都會處於等待狀態，直到有線程空閑出來。
- 如果當前運行的線程數少於corePoolSize，則創建新線程來執行任務。
- 在線程數目達到corePoolSize后，將新任務放到LinkedBlockingQueue阻塞隊列中。
- 線程執行完(1)中任務后，會在循環中反復從LinkedBlockingQueue獲取任務來執行。
使用場景：適用於處理CPU密集型的任務，確保CPU在長期被工作線程使用的情況下，盡可能的少的分配線程，即適用執行長期的任務。
CachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
核心線程數為0，總線程數量閾值為Integer.MAX_VALUE,即可以創建無限的非核心線程
執行流程
- 先執行SynchronousQueue的offer方法提交任務，並查詢線程池中是否有空閑線程來執行SynchronousQueue的poll方法來移除任務。如果有，則配對成功，將任務交給這個空閑線程
- 否則，配對失敗，創建新的線程去處理任務
- 當線程池中的線程空閑時，會執行SynchronousQueue的poll方法等待執行SynchronousQueue中新提交的任務。若等待超過60s,空閑線程就會終止
流程形象圖
結構形象圖
使用場景：執行大量短生命周期任務。因為maximumPoolSize是無界的，所以提交任務的速度 > 線程池中線程處理任務的速度就要不斷創建新線程；每次提交任務，都會立即有線程去處理，因此CachedThreadPool適用於處理大量、耗時少的任務。
ScheduledThreadPool
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
線程總數閾值為Integer.MAX_VALUE,工作隊列使用DelayedWorkQueue，非核心線程存活時間為0，所以線程池僅僅包含固定數目的核心線程。
兩種方式提交任務：
- scheduleAtFixedRate: 按照固定速率周期執行
- scheduleWithFixedDelay：上個任務延遲固定時間后執行
使用場景：周期性執行任務，並且需要限制線程數量的場景
面試題：使用無界隊列的線程池會導致內存飆升嗎？
答案 ：會的，newFixedThreadPool使用了無界的阻塞隊列LinkedBlockingQueue，如果線程獲取一個任務后，任務的執行時間比較長，會導致隊列的任務越積越多，導致機器內存使用不停飆升， 最終導致OOM。
參考博客
- https://blog.csdn.net/liuchangjie0112/article/details/90698401
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/73990200
來源：blog.csdn.net/xuan_lu/article/details/107797505