面试官:说说线程池的工作原理?

2024年 3月 12日 68.4k 0

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:

  • 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:
  • 图片图片

  • 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:

    @Configuration
    public 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;
        }
    }

    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:

  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 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:

    图片图片

    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:

  • AbortPolicy:默认策略,直接抛出 RejectedExecutionException 异常。
  • CallerRunsPolicy:由调用者线程执行任务。
  • DiscardPolicy:默默地丢弃任务,没有任何异常抛出。
  • 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  
        }  
    }

    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 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  {  
                    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();  
        }  
    }

    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?

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