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面试官这样问Java 线程池,我的回答让他竖起了大拇指!

前言

这周我投递出了简历,岗位是java后端开发工程师。这周美团面试官给我进行了面试。面试过程中他问了线程池,今天详细讲一讲Java 线程池

线程池

线程池维护着多个线程,等待着监督管理者分配可并发执行的任务。这避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价。

start()创建一定数量的线程池,进行线程循环
stop()停止所有线程循环,回收所有资源
addTask()添加任务
 

Excutors创建线程池便捷方法如下:

Executors.newFixedThreadPool(100);//创建固定大小的线程池
Executors.newSingleThreadExecutor();//创建只有一个线程的线程池
Executors.newCachedThreadPool();//创建一个不限线程数上限的线程池,任何提交的任务都将立即执行
 

对于服务端需要长期运行的程序,创建线程池应该使用ThreadPoolExecutor的构造方法

public ThreadPoolExecutor(
int corePoolPoolSize,//线程池长期维持的线程数
int maximumPoolSize, //线程数的上限
long keepAliveTime,//空闲线程存活时间
TimeUnit unit,//时间单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue,//任务的排队队列
ThreadFactory threadFactory,//新线程的产生方式
RejectedExecutionHandler handler//拒绝策略
)
 

java线程池有7大参数,4大特性。

特性一:当池中正在运行的线程数(包括空闲线程)小于corePoolSize时,新建线程执行任务。

特性二:当池中正在运行的线程数大于等于corePoolSize时,新插入的任务进入workQueue排队(如果workQueue长度允许),等待空闲线程来执行。

特性三:当队列里的任务数达到上限,并且池中正在运行的线程数小于maximumPoolSize,对于新加入的任务,新建线程。

特性四:当队列里的任务数达到上限,并且池中正在运行的线程数等于maximumPoolSize,对于新加入的任务,执行拒绝策略(线程池默认的拒绝策略是抛异常)。

种类

newCachedThreadPool

  • 核心线程数为0,最大线程数为 Integer.MAX_VALUE
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
 

作用

创建一个可根据需要创建新线程的线程池,但是在以前构造的线程可用时将重用它们,并在需要时使用提供的 ThreadFactory 创建新线程。

特征

(1)线程池中数量没有固定,可达到最大值(Interger. MAX_VALUE)
(2)线程池中的线程可进行缓存重复利用和回收(回收默认时间为1分钟)
(3)当线程池中,没有可用线程,会重新创建一个线程

创建方式

Executors.newCachedThreadPool();

newFixedThreadPool

  • 核心线程数与最大线程数均为指定的nThreads

  • 空闲线程的存活时间是0

  • 工作队列是无界队列

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
 

作用

创建一个可重用固定线程数的线程池,以共享的无界队列方式来运行这些线程。在任意点,在大多数 nThreads 线程会处于处理任务的活动状态。如果在所有线程处于活动状态时提交附加任务,则在有可用线程之前,附加任务将在队列中等待。如果在关闭前的执行期间由于失败而导致任何线程终止,那么一个新线程将代替它执行后续的任务(如果需要)。在某个线程被显式地关闭之前,池中的线程将一直存在。

特征

(1)线程池中的线程处于一定的量,可以很好的控制线程的并发量
(2)线程可以重复被使用,在显示关闭之前,都将一直存在
(3)超出一定量的线程被提交时候需在队列中等待

创建方式

1)Executors.newFixedThreadPool(int nThreads);//nThreads为线程的数量 2)Executors.newFixedThreadPool(int nThreads,ThreadFactory threadFactory);//nThreads为线程的数量,threadFactory创建线程的工厂方式
 

newSingleThreadExecutor

  • 核心线程数与最大线程数均为1
  • 工作队列是无界队列
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
 

作用

创建一个使用单个 worker 线程的 Executor,以无界队列方式来运行该线程。(注意,如果因为在关闭前的执行期间出现失败而终止了此单个线程,那么如果需要,一个新线程将代替它执行后续的任务)。可保证顺序地执行各个任务,并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。与其他等效的 newFixedThreadPool(1) 不同,可保证无需重新配置此方法所返回的执行程序即可使用其他的线程。

特征

线程池中最多执行1个线程,之后提交的线程活动将会排在队列中以此执行。

创建方式

1)Executors.newSingleThreadExecutor() ;
(2)Executors.newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory);// threadFactory创建线程的工厂方式
 

newScheduledThreadPool

  • 指定核心线程数corePoolSize
  • 最大线程数是Integer.MAX_VALUE
  • DelayedWorkQueue:任务队列会根据任务延时时间的优先级进行执行
public class ScheduledThreadPoolExecutor
extends ThreadPoolExecutor
implements ScheduledExecutorService {
....................
/**
* Creates a new {@code ScheduledThreadPoolExecutor} with the
* given core pool size.
*
* @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
*        if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
* @throws IllegalArgumentException if {@code corePoolSize < 0}
*/
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
.......................
}
 

作用

创建一个线程池,它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行

特征

(1)线程池中具有指定数量的线程,即便是空线程也将保留
(2)可定时或者延迟执行线程活动

创建方式

1)Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize);// corePoolSize线程的个数 2)newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory);// corePoolSize线程的个数,threadFactory创建线程的工厂
 

newSingleThreadScheduledExecutor

作用

创建一个单线程执行程序,它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

特征

(1)线程池中最多执行1个线程,之后提交的线程活动将会排在队列中以此执行
(2)可定时或者延迟执行线程活动

创建方式

1)Executors.newSingleThreadScheduledExecutor() ;
(2)Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(ThreadFactory threadFactory);//threadFactory创建线程的工厂
 

工作队列

SynchronousQueue:直接提交

是工作队列的默认选项,将任务直接提交给线程而不保持。

如果不存在可用于立即运行任务的线程,则试图把任务加入队列将失败,因此会构造一个新的线程。

优缺点

优点:可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集时出现锁。

直接提交通常要求无界maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。

当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时,此策略允许无界线程具有增长的可能性。

ArrayBlockingQueue:有界队列

当与有限的maximumPoolSizes一起使用时,有界队列有助于防止资源耗尽,但是调整和控制起来会更加困难。

队列大小和最大池大小可以相互权衡

  • 使用大队列和小池可以最大程度地减少CPU使用率,操作系统资源和上下文切换开销,但可能导致人为地降低吞吐量

  • 如果任务频繁阻塞(例如如果它们是受I/O约束的),则系统可能可以为非预定的更多线程安排时间。

  • 使用小队列通常需要更大的池大小,这会使CPU繁忙,但可能会遇到不可接受的调度开销,这也会降低吞吐量

LinkedBlockingQueue:无界队列

在所有核心线程都忙时,新任务在队列中等待。
因此,仅创建corePoolSize线程即可。(maximumPoolSize的值没有任何作用。)
当每个任务完全独立于其他任务时,因此任务不会影响彼此的执行。

优缺点

优点:例如,在网页服务器中,尽管这种排队方式对于消除短暂的突发请求很有用。
缺点:当命令请求到达速度比其处理速度更快时,工作队列无限制增长。

拒绝策略

AbortPolicy:处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException

DiscardPolicy:不能执行的任务将被删除

DiscardOldestPolicy:如果执行程序尚未关闭,则位于工作队列头部的任务将被删除,然后重试执行程序(如果再次失败,则重复此过程)

CallerRunsPolicy:线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制,能够减缓新任务的提交速度。

RejectedExecutionHandler rejected = null;
rejected = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();//默认,队列满了丢任务抛出异常
rejected = new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy();//队列满了丢任务不异常
rejected = new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy();//将最早进入队列的任务删,之后再尝试加入队列
rejected = new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();//如果添加到线程池失败,那么主线程会自己去执行该任务
 

参考链接:www.cnblogs.com/cdf-opensou…
参考链接:www.cnblogs.com/vince66/p/9…
参考链接:www.mamicode.com/info-detail…

总结

咱们玩归玩,闹归闹,别拿面试开玩笑。

线程池记忆口诀:七个参数,四大特性,五个种类、三大工作队列、四大拒绝策略

线程池,在面试中出现的次数非常多,大家面试前要把知识点记牢。

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