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Java高频面试题:线程池

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#半情调
编辑于 2021-05-10 15:30:46 APP内打开
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1.为什么要用线程池?线程池的优势是什么?

线程池主要的工作是控制运行的线程数量,处理过程中将任务放进队列里,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的线程排队等候,等其他线程执行完毕,再从队列里取出任务来执行。

主要特点:线程复用、控制最大并发数、管理线程

(1)降低资源消耗,通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的损耗;

(2)提高响应速度,当任务到达时,任务可以不需要等到线程创建就可以执行;

(3)提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配、调优和监控。

线程池是一个管理线程的池子。由于创建和关闭线程需要花费时间,如果为每一个任务都创建一个线程,非常消耗资源。使用线程池可以避免增加创建和销毁线程的资源消耗,提高响应速度,且能重复利用线程。在使用线程池后,创建线程就变成了从线程池中获取空闲线程,关闭线程变成了向线程池归还线程。

2.线程池的几个重要参数介绍?
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) 

corePoolSize: 线程池中核心线程的数量

maximumPoolSize :线程池中最大线程数量

keepAliveTime:非核心线程的存活时间

TimeUnit unit:存活时间单位

workQueue:任务队列

threadFactory:线程工厂,用于创建线程,一般用默认的即可

handler:拒绝策略,当队列满了并且工作线程大于等于线程池的最大线程数

3.线程池的执行流程?

(1)在创建线程池后,等待提交过来的任务请求;

(2)当调用execute()方法添加一个请求任务时,线程池会做如下判断:

如果正在运行的线程数量小于corePoolSize,那么马上创建核心线程运行这个任务;

如果正在运行的线程数量大于或者等于corePoolSize,那么将这个任务放入任务队列中;

如果任务队列满了且正在运行的线程数量小于maximumPoolSize(最大线程数),那么创建一个非核心线程立刻运行这个任务;

如果任务队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize,线程池会执行拒绝策略;

(3)当一个线程完成任务时,会在队列中取下一个任务来执行;

(4)当一个线程无事可做超过一定时间时,线程池会停掉。

4.拒绝策略?

等待的任务队列满了,容纳不下新任务,同时线程池中的最大线程数也达到了,无法创建新的非核心线程去处理任务,此时需要拒绝策略。

AbortPolicy:抛出 RejectedExecutionException异常阻止系统正常进行;

CallerRunsPolicy:将任务回退到调用者,由调用线程处理该任务。

DiscardOldestPolicy:丢弃任务队列中等待最久的任务,将当前任务放入任务队列中;

DiscardPolicy:直接丢弃任务,不处理也不抛出异常;

5.单一的、固定数、可变的三中创建线程的方法,你在工作中用到过哪个?
//ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);//一池5个处理线程
//ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(1);//一池1个线程
ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();//一池N个线程
一般不适用这三种方法,阿里巴巴Java开发手册中说过,线程池不允许使用Executors去创建,而是通过ThreadPoolExecutor 的方式,这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险。

说明:Executors返回的线程池对象的弊端如下:

(1)FixedThreadPool和SingleThreadPool:

允许请求的队列长度为Integer.MAX_VALUE,可能会堆积大量的请求,从而导致OOM;

(2)CacheThreadPool和ScheduledThreadPool:

允许的创建线程数量为Integer.MAX_VALUE,可能会创建大量的线程,从而导致OOM;

6.如何合理配置线程池?

分两种,CPU密集和IO密集

线程池究竟设置多大要看你的线程池执行的什么任务了,有CPU密集型和IO密集型,任务类型不同,分配的线程池大小不同。

(1)CPU密集

CPU密集的意思是该任务需要大量的运算,而没有阻塞,CPU一直全速运行。

CPU密集任务只有在真正的多核CPU上才可能得到加速(通过多线程),而在单核CPU上,无论你开几个模拟的多线程,该任务都不可能得到加速,因为CPU总的运算能力就那些。

CPU密集型任务应配置尽可能小的线程,一般公式是:配置CPU核数+1个线程的线程池,

(2)IO密集

IO密集型,即该任务需要大量的IO即大量的阻塞。在单线程上运行IO密集型的任务会导致浪费大量的CPU运算能力浪费在等待。所以在IO密集型任务中使用多线程可以大大的加速程序运行,即时在单核CPU上,这种加速主要就是利用了被浪费掉的阻塞时间。

方法一:可以使用较大的线程池,一般CPU核心数 * 2

IO密集型CPU使用率不高,可以让CPU等待IO的时候处理别的任务,充分利用cpu时间

方法二:线程等待时间所占比例越高,需要越多线程。线程CPU时间所占比例越高,需要越少线程。

下面举个例子:

比如平均每个线程CPU运行时间为0.5s,而线程等待时间(非CPU运行时间,比如IO)为1.5s,CPU核心数为8,那么根据上面这个公式估算得到:((0.5+1.5)/0.5)8=32。这个公式进一步转化为:

最佳线程数目 = (线程等待时间与线程CPU时间之比 + 1) CPU数目。

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