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线程池高频面试题（核心原理+配置实践+常见误区）

news 2025/9/24 6:55:40

线程池高频面试题（核心原理+配置实践+常见误区）

🔧 一、线程池核心参数与执行流程

1. 线程池的7个核心参数是什么？

  • corePoolSize：核心线程数（长期维持的最小线程数，即使空闲也不会销毁，除非开启核心线程超时回收）。
  • maximumPoolSize：最大线程数（核心线程 + 临时线程的总上限）。
  • keepAliveTime：非核心线程的空闲存活时间，超时后会被销毁。
  • unit：keepAliveTime 的时间单位（如 TimeUnit.SECONDS、TimeUnit.MILLISECONDS）。
  • workQueue：任务队列（存储核心线程已满时等待执行的任务，需指定有界/无界）。
  • threadFactory：线程工厂（定制线程名称、优先级、是否为守护线程等，便于问题排查）。
  • handler：拒绝策略（当线程数达上限且队列满时，对新提交任务的处理方式）。

2. 线程池的执行流程（四步机制）？

  1. 提交任务后，优先判断核心线程是否空闲：若核心线程未满，直接创建核心线程执行任务；
  2. 若核心线程已满，判断任务队列是否未满：若队列有空间，将任务存入队列等待；
  3. 若队列已满，判断当前线程数是否小于 maximumPoolSize：若是，创建临时线程执行任务；
  4. 若线程数已达 maximumPoolSize 且队列满，触发拒绝策略处理新任务。

⚠️ 二、拒绝策略（4种内置策略）

策略类名核心行为适用场景
AbortPolicy直接抛出 RejectedExecutionException 异常（默认策略）核心业务不允许任务丢失，需感知异常并处理（如支付、订单创建系统）。
CallerRunsPolicy由提交任务的线程（如主线程）亲自执行任务，减缓任务提交速度非核心业务，允许同步降级（如日志打印、非实时统计）。
DiscardPolicy静默丢弃新提交的任务，不抛异常、不反馈允许数据丢失的非关键任务（如用户行为上报、非核心监控数据）。
DiscardOldestPolicy丢弃队列中最旧的任务（队首任务），然后重试提交当前任务优先处理最新任务，旧任务可丢弃（如实时数据处理、消息推送）。

🧠 三、线程池配置原则

1. 如何合理设置线程池大小？

线程池大小需根据任务类型（CPU密集/IO密集）决定，核心是避免“上下文切换过载”或“CPU空闲浪费”：

  • CPU密集型任务（如计算、排序）：线程数 ≈ CPU核心数 + 1
    （理由：CPU核心数已能满负荷计算，+1是为了应对偶尔的线程阻塞，避免CPU空闲）。
    示例：4核CPU → 线程数设为5。
  • IO密集型任务（如DB查询、网络请求）：线程数 ≈ CPU核心数 × 2
    （理由：IO操作会导致线程等待（如等待DB响应），此时可让其他线程占用CPU，提高利用率）。
    示例：4核CPU → 线程数设为8。
  • 混合型任务：拆分为独立的CPU密集子任务和IO密集子任务，分别创建线程池，避免互相影响。

2. 为什么避免使用 Executors 创建线程池？

Executors 提供的快捷创建方法（如 newFixedThreadPool）存在隐性风险，生产环境不推荐使用，推荐手动创建 ThreadPoolExecutor：

Executors 方法问题根源风险点
newFixedThreadPool使用无界队列 LinkedBlockingQueue任务堆积导致内存溢出（OOM）
newSingleThreadExecutor同上同上
newCachedThreadPool最大线程数为 Integer.MAX_VALUE线程数暴增导致OOM

推荐手动创建示例（显式设置有界队列和拒绝策略）：

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) {// 手动创建线程池（7个参数全显式配置）ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2,                      // corePoolSize：核心线程数4,                      // maximumPoolSize：最大线程数60,                     // keepAliveTime：非核心线程空闲时间TimeUnit.SECONDS,       // unit：时间单位new ArrayBlockingQueue<>(100), // workQueue：有界队列（容量100）r -> {                  // threadFactory：自定义线程工厂（命名线程）Thread thread = new Thread(r);thread.setName("biz-thread-" + thread.getId());return thread;},new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // handler：拒绝策略);}
}

⚙️ 四、高级问题与最佳实践

1. 线程池如何实现线程复用？

核心是通过 Worker 线程（线程池内部维护的工作线程）的循环取任务机制：

  1. Worker 线程创建后，会调用 runWorker() 方法，内部通过 getTask() 从任务队列循环获取任务；
  2. 执行完一个任务后，不会销毁线程，而是继续调用 getTask() 获取下一个任务；
  3. 只有当 getTask() 返回 null（如线程池关闭、核心线程超时回收）时，Worker 线程才会终止，实现线程复用。

2. shutdown() 与 shutdownNow() 的区别？

方法名核心行为返回值适用场景
shutdown()平滑关闭：不接收新任务，等待队列中已存在的任务执行完毕后，再终止线程池void正常停机（如服务优雅下线）
shutdownNow()强制关闭：立即中断所有正在执行的任务，清空队列，返回未执行的任务列表List紧急停机（如服务故障恢复）

代码示例：

// 1. shutdown() 平滑关闭
executor.shutdown();
// 判断线程池是否已终止（可配合 awaitTermination 等待）
while (!executor.isTerminated()) {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
}
System.out.println("线程池已平滑关闭");// 2. shutdownNow() 强制关闭
List<Runnable> unExecutedTasks = executor.shutdownNow();
System.out.println("未执行的任务数：" + unExecutedTasks.size());
System.out.println("线程池已强制关闭");

3. 生产环境线程池优化建议

（1）动态调参

线程池支持运行时调整核心参数，无需重启服务，应对流量波动：

// 运行时增加核心线程数（如从2调整为3）
executor.setCorePoolSize(3);
// 运行时增加最大线程数（如从4调整为5）
executor.setMaximumPoolSize(5);
// 运行时调整非核心线程空闲时间
executor.setKeepAliveTime(30, TimeUnit.SECONDS);
（2）关键监控指标

需监控线程池状态，及时发现任务堆积或线程不足问题：

// 1. 活跃线程数（当前正在执行任务的线程数）
int activeCount = executor.getActiveCount();
// 2. 队列剩余任务数（判断是否堆积）
int queueSize = executor.getQueue().size();
// 3. 已完成任务总数（评估线程池吞吐量）
long completedTaskCount = executor.getCompletedTaskCount();
// 4. 线程池当前总线程数（核心+临时）
int poolSize = executor.getPoolSize();System.out.printf("活跃线程数：%d，队列剩余：%d，已完成任务：%d，总线程数：%d%n",activeCount, queueSize, completedTaskCount, poolSize);
（3）异常处理

线程池任务异常若未捕获，可能导致任务“无声失败”，需两种处理方式：

  1. 任务内手动捕获异常（局部处理）：

    executor.execute(() -> {try {// 业务逻辑int result = 1 / 0; // 模拟异常} catch (Exception e) {// 局部异常处理（如日志打印、告警）System.err.println("任务执行异常：" + e.getMessage());}
});

  2. 全局异常处理器（通过 ThreadFactory 配置）：

    // 自定义全局未捕获异常处理器
Thread.UncaughtExceptionHandler exceptionHandler = (t, e) -> {System.err.printf("线程 %s 发生未捕获异常：%s%n", t.getName(), e.getMessage());// 可选：发送告警（如钉钉、短信）
};// 配置线程工厂，绑定全局异常处理器
ThreadFactory threadFactory = r -> {Thread thread = new Thread(r);thread.setName("biz-thread-" + thread.getId());thread.setUncaughtExceptionHandler(exceptionHandler); // 绑定处理器return thread;
};// 创建线程池时使用该工厂
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 60, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<>(100),threadFactory,new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);

🛠️ 五、常见误区与面试陷阱

误区1：核心线程默认不可回收

真相：核心线程默认不会因空闲被回收，但可通过 allowCoreThreadTimeOut(true) 开启核心线程超时回收，适用于流量波动大的场景（如秒杀后核心线程空闲）。

代码示例：

// 开启核心线程超时回收（空闲60秒后销毁核心线程）
executor.allowCoreThreadTimeOut(true);
executor.setKeepAliveTime(60, TimeUnit.SECONDS);

误区2：submit() 和 execute() 区别

两者都是提交任务的方法，但核心差异在返回值和异常处理：

方法名返回值异常处理方式
execute()void任务内异常需手动 try-catch，否则会被线程池默认忽略（仅打印日志）
submit()Future<?>任务异常不会直接抛出，需通过 Future.get() 获取（抛出 ExecutionException）

代码示例：

// 1. execute()：无返回值，异常需手动捕获
executor.execute(() -> {try {System.out.println("execute() 执行任务");int i = 1 / 0; // 模拟异常} catch (ArithmeticException e) {System.err.println("execute() 捕获异常：" + e.getMessage()); // 必须手动捕获}
});// 2. submit()：有返回值，异常通过 Future.get() 获取
Future<?> future = executor.submit(() -> {System.out.println("submit() 执行任务");return 1 / 0; // 模拟异常（不会直接抛出）
});
try {future.get(); // 获取结果时，抛出 ExecutionException
} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();
} catch (ExecutionException e) {// 提取原始异常（e.getCause()）System.err.println("submit() 捕获异常：" + e.getCause().getMessage());
}

陷阱题：SynchronousQueue 队列的作用？

核心特点：一个没有容量的阻塞队列，每个插入操作（put）必须等待一个移除操作（take）完成，反之亦然，即“生产一个、消费一个”，不会存储任务。

适用场景：适合短期、高频的任务，避免任务堆积（如 Executors.newCachedThreadPool 底层就是 SynchronousQueue）。

代码示例：

// 使用 SynchronousQueue 的线程池（类似 CachedThreadPool）
ThreadPoolExecutor cachedExecutor = new ThreadPoolExecutor(0,                      // corePoolSize=0（无核心线程）Integer.MAX_VALUE,      // 最大线程数极大（应对突发短期任务）60,                     // 临时线程空闲60秒后销毁TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<>(), // 无容量队列，插入需等待消费Executors.defaultThreadFactory()
);

💎 总结

面试核心考点：执行流程+拒绝策略+配置实践，需结合业务场景作答（如电商订单处理用“有界队列+AbortPolicy”，避免订单丢失；日志上报用“DiscardPolicy”，允许偶尔丢失）。
关键避坑点：不使用 Executors，手动创建 ThreadPoolExecutor 并显式配置有界队列和拒绝策略；重视异常处理和运行时监控，避免“任务无声失败”或“内存溢出”。

高频追问：如何排查线程池导致的 OOM？
答：1. 检查任务队列是否为无界（如 LinkedBlockingQueue 未指定容量），改为有界队列；2. 检查最大线程数是否过大（如 Integer.MAX_VALUE），按任务类型合理设置；3. 通过线程池监控指标（队列大小、活跃线程数）定位任务堆积点；4. 结合 JVM 内存分析工具（如 MAT）排查内存溢出对象是否为任务队列中的任务实例。

http://www.dtcms.com/a/398083.html

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