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面试官:说说线程池的工作原理?

作者:王磊
  • 2024-03-11
    陕西
  • 本文字数:2129 字

    阅读完需:约 7 分钟

面试官:说说线程池的工作原理?

线程池的底层是基于线程和任务队列来实现的,创建线程池的创建方式通常有以下两种:


  1. 普通 Java 项目,使用 ThreadPoolExecutor 来创建线程池,这点《阿里巴巴 Java 开发手册》中也有说明,如下图所示:



  1. Spring 项目中,会使用代码可读性更高的 ThreadPoolTaskExecutor 来创建线程池,虽然它的底层也是通过 ThreadPoolExecutor 来实现的,但 ThreadPoolTaskExecutor 可读性更高,因为它不需要在构造方法中设置参数,而是通过属性设置的方式来设置参数的,所以可读性更高。


Spring 内置的线程池 ThreadPoolTaskExecutor 的使用示例如下:


@Configurationpublic class AsyncConfig {    @Bean    public TaskExecutor taskExecutor() {        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();        // 核心线程数        executor.setCorePoolSize(5);        // 最大线程数        executor.setMaxPoolSize(10);        // 队列容量        executor.setQueueCapacity(20);        // 线程池维护线程所允许的空闲时间        executor.setKeepAliveSeconds(60);        // 线程池对拒绝任务(无线程可用)的处理策略        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());        // 初始化        executor.initialize();        return executor;    }}
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1.线程池工作流程

当有任务来了之后,线程池的执行流程是这样的:


  1. 先判断当前线程数是否大于核心线程数,如果结果为 false,则新建线程并执行任务。

  2. 如果大于核心线程数,则判断任务队列是否已满,如果结果为 false,则把任务添加到任务队列中等待线程执行。

  3. 如果任务队列已满,则判断当前线程数量是否超过最大线程数,如果结果为 false,则新建线程执行此任务。

  4. 如果超过最大线程数,则将执行线程池的拒绝策略。


如下图所示:


2.拒绝策略

当线程池无法接受新任务时,会触发拒绝策略,内置的拒绝策略有四种:


  1. AbortPolicy:默认策略,直接抛出 RejectedExecutionException 异常。

  2. CallerRunsPolicy:由调用者线程执行任务。

  3. DiscardPolicy:默默地丢弃任务,没有任何异常抛出。

  4. DiscardOldestPolicy:尝试抛弃队列中最旧的任务,然后重新尝试提交当前任务。


除了内置的拒绝策略之外,我们还可以设置自定义拒绝策略,它的实现如下:


import java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler;  import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;    public class CustomRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {        @Override      public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {          // 在这里处理拒绝的任务          System.err.println("任务被拒绝执行: " + r.toString());          // 可以选择记录日志、抛出自定义异常或采取其他措施          // 例如,可以将任务保存到某个队列中,稍后再尝试重新执行      }  }
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使用自定义拒绝策略:


import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;  import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;  import java.util.concurrent.TimeUnit;    public class ThreadPoolDemo {        public static void main(String[] args) {          // 配置线程池参数          int corePoolSize = 5;          int maximumPoolSize = 10;          long keepAliveTime = 60L;          TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS;          int queueCapacity = 25;            // 创建一个阻塞队列          ArrayBlockingQueue<Runnable> workQueue =             new ArrayBlockingQueue<>(queueCapacity);            // 创建 ThreadPoolExecutor 实例          ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(                  corePoolSize,                  maximumPoolSize,                  keepAliveTime,                  unit,                  workQueue,                  new CustomRejectedExecutionHandler() // 使用自定义的拒绝策略          );            // 提交任务          for (int i = 0; i < 50; i++) {              final int taskId = i;              executor.execute(() -> {                  System.out.println("执行任务: " + taskId + " 由线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 执行");                  try {                      Thread.sleep(1000); // 模拟耗时任务                  } catch (InterruptedException e) {                      e.printStackTrace();                  }              });          }            // 关闭线程池(这不会立即停止所有正在执行的任务)          executor.shutdown();      }  }
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课后反思

实际项目中线程池会使用哪种拒绝策略?为什么?线程池是通过什么机制来创建线程的?线程池创建线程时可以设置哪些属性?


本文已收录到我的面试小站 www.javacn.site,其中包含的内容有:Redis、JVM、并发、并发、MySQL、Spring、Spring MVC、Spring Boot、Spring Cloud、MyBatis、设计模式、消息队列等模块。

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公众号:Java中文社群 2018-08-25 加入

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