面渣逆袭：线程池夺命连环十八问
1. 什么是线程池？
2. 能说说工作中线程池的应用吗？
3.能简单说一下线程池的工作流程吗？
4.线程池主要参数有哪些？
5.线程池的拒绝策略有哪些？
6.线程池有哪几种工作队列？
7.线程池提交execute和submit有什么区别？
8.线程池怎么关闭知道吗？
9.线程池的线程数应该怎么配置？
10.有哪几种常见的线程池？
11.能说一下四种常见线程池的原理吗？
12.使用无界队列的线程池会导致什么问题吗？
13.线程池异常怎么处理知道吗？
14.能说一下线程池有几种状态吗？
15.线程池如何实现参数的动态修改？
16.线程池调优了解吗？
17.你能设计实现一个线程池吗？
18.单机线程池执行断电了应该怎么处理？
正文：1. 什么是线程池？
线程池： 简单理解，它就是一个管理线程的池子。
- 它帮我们管理线程，避免增加创建线程和销毁线程的资源损耗。因为线程其实也是一个对象，创建一个对象，需要经过类加载过程，销毁一个对象，需要走GC垃圾回收流程，都是需要资源开销的。
- 提高响应速度。 如果任务到达了，相对于从线程池拿线程，重新去创建一条线程执行，速度肯定慢很多。
- 重复利用。 线程用完，再放回池子，可以达到重复利用的效果，节省资源。
2. 能说说工作中线程池的应用吗？
之前我们有一个和第三方对接的需求，需要向第三方推送数据，引入了多线程来提升数据推送的效率，其中用到了线程池来管理线程。
线程池的参数如下：
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corePoolSize：线程核心参数选择了CPU数×2
-
maximumPoolSize：最大线程数选择了和核心线程数相同
-
keepAliveTime：非核心闲置线程存活时间直接置为0
-
unit：非核心线程保持存活的时间选择了 TimeUnit.SECONDS 秒
-
workQueue：线程池等待队列，使用 LinkedBlockingQueue阻塞队列
同时还用了synchronized 来加锁，保证数据不会被重复推送：
3.能简单说一下线程池的工作流程吗？
用一个通俗的比喻：
有一个营业厅，总共有六个窗口，现在开放了三个窗口，现在有三个窗口坐着三个营业员小姐姐在营业。
老三去办业务，可能会遇到什么情况呢？
- 老三发现有空间的在营业的窗口，直接去找小姐姐办理业务。
- 老三发现没有空闲的窗口，就在排队区排队等。
- 老三发现没有空闲的窗口，等待区也满了，蚌埠住了，经理一看，就让休息的小姐姐赶紧回来上班，等待区号靠前的赶紧去新窗口办，老三去排队区排队。小姐姐比较辛苦，假如一段时间发现他们可以不用接着营业，经理就让她们接着休息。
- 老三一看，六个窗口都满了，等待区也没位置了。老三急了，要闹，经理赶紧出来了，经理该怎么办呢？
我们银行系统已经瘫痪
谁叫你来办的你找谁去
看你比较急，去队里加个塞
今天没办法，不行你看改一天
上面的这个流程几乎就跟 JDK 线程池的大致流程类似，
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- 营业中的 3个窗口对应核心线程池数：corePoolSize
- 总的营业窗口数6对应：maximumPoolSize
- 打开的临时窗口在多少时间内无人办理则关闭对应：unit
- 排队区就是等待队列：workQueue
- 无法办理的时候银行给出的解决方法对应：RejectedExecutionHandler
- threadFactory 该参数在 JDK 中是 线程工厂，用来创建线程对象，一般不会动。
所以我们线程池的工作流程也比较好理解了：
- 线程池刚创建时，里面没有一个线程。任务队列是作为参数传进来的。不过，就算队列里面有任务，线程池也不会马上执行它们。
- 当调用 execute() 方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：
- 如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize，那么马上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，那么将这个任务放入队列；
- 如果这时候队列满了，而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务；
- 如果队列满了，而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，那么线程池会根据拒绝策略来对应处理。
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-
当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。
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当一个线程无事可做，超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程池会判断，如果当前运行的线程数大于 corePoolSize，那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到 corePoolSize 的大小。
4.线程池主要参数有哪些？
- corePoolSize
此值是用来初始化线程池中核心线程数，当线程池中线程池数< corePoolSize时，系统默认是添加一个任务才创建一个线程池。当线程数 = corePoolSize时，新任务会追加到workQueue中。
- maximumPoolSize
maximumPoolSize表示允许的最大线程数 = (非核心线程数+核心线程数)，当BlockingQueue也满了，但线程池中总线程数 < maximumPoolSize时候就会再次创建新的线程。
- keepAliveTime
非核心线程 =(maximumPoolSize - corePoolSize ) ,非核心线程闲置下来不干活最多存活时间。
- unit
线程池中非核心线程保持存活的时间的单位
- TimeUnit.DAYS; 天
- TimeUnit.HOURS; 小时
- TimeUnit.MINUTES; 分钟
- TimeUnit.SECONDS; 秒
- TimeUnit.MILLISECONDS; 毫秒
- TimeUnit.MICROSECONDS; 微秒
- TimeUnit.NANOSECONDS; 纳秒
- workQueue
线程池等待队列，维护着等待执行的Runnable对象。当运行当线程数= corePoolSize时，新的任务会被添加到workQueue中，如果workQueue也满了则尝试用非核心线程执行任务，等待队列应该尽量用有界的。
- threadFactory
创建一个新线程时使用的工厂，可以用来设定线程名、是否为daemon线程等等。
- handler
corePoolSize、workQueue、maximumPoolSize都不可用的时候执行的饱和策略。
5.线程池的拒绝策略有哪些？
类比前面的例子，无法办理业务时的处理方式，帮助记忆：
- AbortPolicy ：直接抛出异常，默认使用此策略
- CallerRunsPolicy：用调用者所在的线程来执行任务
- DiscardOldestPolicy：丢弃阻塞队列里最老的任务，也就是队列里靠前的任务
- DiscardPolicy ：当前任务直接丢弃
想实现自己的拒绝策略，实现RejectedExecutionHandler接口即可。
6.线程池有哪几种工作队列？
常用的阻塞队列主要有以下几种：
- ArrayBlockingQueue：ArrayBlockingQueue（有界队列）是一个用数组实现的有界阻塞队列，按FIFO排序量。
- LinkedBlockingQueue：LinkedBlockingQueue（可设置容量队列）是基于链表结构的阻塞队列，按FIFO排序任务，容量可以选择进行设置，不设置的话，将是一个无边界的阻塞队列，最大长度为Integer.MAX_VALUE，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQuene；newFixedThreadPool线程池使用了这个队列
- DelayQueue：DelayQueue（延迟队列）是一个任务定时周期的延迟执行的队列。根据指定的执行时间从小到大排序，否则根据插入到队列的先后排序。newScheduledThreadPool线程池使用了这个队列。
- PriorityBlockingQueue：PriorityBlockingQueue（优先级队列）是具有优先级的无界阻塞队列
- SynchronousQueue：SynchronousQueue（同步队列）是一个不存储元素的阻塞队列，每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQuene，newCachedThreadPool线程池使用了这个队列。
7.线程池提交execute和submit有什么区别？
- execute 用于提交不需要返回值的任务
- submit()方法用于提交需要返回值的任务。线程池会返回一个future类型的对象，通过这个 future对象可以判断任务是否执行成功，并且可以通过future的get()方法来获取返回值
8.线程池怎么关闭知道吗？
可以通过调用线程池的shutdown或shutdownNow方法来关闭线程池。它们的原理是遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法终止。
- shutdown() 将线程池状态置为shutdown,并不会立即停止：
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- 停止接收外部submit的任务
- 内部正在跑的任务和队列里等待的任务，会执行完
- 等到第二步完成后，才真正停止
- shutdownNow() 将线程池状态置为stop。一般会立即停止，事实上不一定：
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- 和shutdown()一样，先停止接收外部提交的任务
- 忽略队列里等待的任务
- 尝试将正在跑的任务interrupt中断
- 返回未执行的任务列表
shutdown 和shutdownnow简单来说区别如下：
❝shutdownNow()能立即停止线程池，正在跑的和正在等待的任务都停下了。这样做立即生效，但是风险也比较大。shutdown()只是关闭了提交通道，用submit()是无效的；而内部的任务该怎么跑还是怎么跑，跑完再彻底停止线程池。
9.线程池的线程数应该怎么配置？
线程在Java中属于稀缺资源，线程池不是越大越好也不是越小越好。任务分为计算密集型、IO密集型、混合型。
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- 计算密集型：大部分都在用CPU跟内存，加密，逻辑操作业务处理等。
- IO密集型：数据库链接，网络通讯传输等。
- 计算密集型一般推荐线程池不要过大，一般是CPU数 + 1，+1是因为可能存在页缺失(就是可能存在有些数据在硬盘中需要多来一个线程将数据读入内存)。如果线程池数太大，可能会频繁的 进行线程上下文切换跟任务调度。获得当前CPU核心数代码如下：
Runtime.getRuntime().availableProcessors();
- IO密集型：线程数适当大一点，机器的Cpu核心数*2。
- 混合型：可以考虑根据情况将它拆分成CPU密集型和IO密集型任务，如果执行时间相差不大，拆分可以提升吞吐量，反之没有必要。
当然，实际应用中没有固定的公式，需要结合测试和监控来进行调整。
10.有哪几种常见的线程池？
主要有四种，都是通过工具类Excutors创建出来的，阿里巴巴《Java开发手册》里禁止使用这种方式来创建线程池。
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newFixedThreadPool (固定数目线程的线程池)
-
newCachedThreadPool (可缓存线程的线程池)
-
newSingleThreadExecutor (单线程的线程池)
-
newScheduledThreadPool (定时及周期执行的线程池)
11.能说一下四种常见线程池的原理吗？
前三种线程池的构造直接调用ThreadPoolExecutor的构造方法。
newSingleThreadExecutor
线程池特点
- 核心线程数为1
- 最大线程数也为1
- 阻塞队列是无界队列LinkedBlockingQueue，可能会导致OOM
- keepAliveTime为0
-
工作流程：
- 提交任务
- 线程池是否有一条线程在，如果没有，新建线程执行任务
- 如果有，将任务加到阻塞队列
- 当前的唯一线程，从队列取任务，执行完一个，再继续取，一个线程执行任务。
适用场景
适用于串行执行任务的场景，一个任务一个任务地执行。
newFixedThreadPool
线程池特点：
- 核心线程数和最大线程数大小一样
- 没有所谓的非空闲时间，即keepAliveTime为0
- 阻塞队列为无界队列LinkedBlockingQueue，可能会导致OOM
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