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线程池

定义

线程池就是提前创建好一批线程，反复复用处理任务，避免频繁创建销毁线程，同时控制线程数量，让系统更高效、稳定。

举个例子：

场景假设：
你开了一家餐馆，每天有很多客人来吃饭。每个客人的订单（任务）需要服务员（线程）来处理，比如点餐、上菜、结账等。

• 普通多线程模式（无线程池）：
  来一个客人，就临时招一个服务员（新建线程），服务员处理完这个客人后就直接解雇（销毁线程）。
  问题：
  • 招人和解雇太频繁，浪费时间（线程创建 / 销毁开销大）。
  • 忙的时候可能招太多服务员（线程数量失控），挤满餐厅（占用过多系统资源），甚至累到没人可用（资源耗尽）。
  • 闲的时候服务员都走了，来新客人又得重新招人（响应慢）。
• 线程池模式：
  你提前雇一批服务员（创建固定数量的线程），组成一个 “服务员池”。
  • 有客人来，直接从池子里找空闲服务员处理订单（复用线程）。
  • 服务员处理完一个订单后，不离开，留在池子里等下一个订单（线程复用）。
  • 如果客人太多，服务员都在忙，就把订单先记在本子上排队（任务队列），等有服务员空闲了再处理。
  • 如果订单实在太多，超过池子容量，就按规则拒绝（比如 “今日客满，下次再来”）。

组成

Java 线程池基于 java.util.concurrent.ExecutorService 接口实现，其核心实现类是 ThreadPoolExecutor。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,          // 核心线程数int maximumPoolSize,       // 最大线程数long keepAliveTime,        // 非核心线程空闲存活时间TimeUnit unit,             // 存活时间单位BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 任务队列ThreadFactory threadFactory,       // 线程工厂（可选）RejectedExecutionHandler handler   // 拒绝策略（可选）
)

参数名	作用
corePoolSize	核心线程数，即使空闲也不会被回收（除非 allowCoreThreadTimeOut=true）。
maximumPoolSize	线程池允许的最大线程数。
keepAliveTime	非核心线程的空闲存活时间（超时后回收）。
unit	keepAliveTime 的时间单位（如 TimeUnit.SECONDS）。
workQueue	任务队列，用于保存等待执行的任务（如 LinkedBlockingQueue）。
threadFactory	创建新线程的工厂（可自定义线程名、优先级等）。
handler	拒绝策略，当任务数超过线程池处理能力时的处理方式。

拒绝策略handler有哪些

1.抛出异常

2.不做任何处理，静默丢弃

3.抛弃最老的任务，执行新任务

4.让提交任务的线程（调用者线程）自己去执行被拒绝的任务。

5.实现接口，自定义拒绝策略

工作

1. 任务提交：调用 execute(Runnable task) 或 submit(Callable task)。
2. 核心线程处理：
   • 如果当前线程数 <核心线程数 corePoolSize，立即创建新线程执行任务。
3. 任务入队：
   • 如果核心线程已满，任务被放入任务队列 workQueue 等待。
4. 非核心线程处理：
   • 如果队列已满且线程数 < maximumPoolSize，创建非核心线程执行任务。
5. 拒绝策略：
   • 如果队列满且线程数已达最大值，触发拒绝策略。

举个例子：

银行有3个柜台（核心线程），2个临时柜台（最大线程数：5），一个等候区有2个座位（任务队列，容量：2）。

客户1，2，3到达银行，直接在核心柜台办理业务；

客户4，5到达，进入等候区；

客户6，7到达，等候区已满，银行开启临时柜台，直接处理客户6，7；

客户8到达，核心和临时柜台和等候区已满，拒绝用户。

当临时柜台空闲超过keepAliveTime，银行关闭他们，保留核心柜台。

参数设置

• 核心线程数设置

  • CPU密集型：corePoolSize = CPU核数 + 1

    任务主要消耗 CPU 资源，避免过多线程竞争CPU

  • IO密集型：corePoolSize = CPU核数 x 2

    任务涉及网络、磁盘等 IO 操作,或更高，具体看IO等待时间

核心线程数可以设置为0吗？

可以，当核心线程数为0的时候，会创建一个非核心线程进行执行。

种类

1. FixedThreadPool（固定人数餐馆）

   核心线程数和最大线程数一样。超出线程处理能力的任务放到任务队列中进行等待。

   • 提前设置好固定数量的线程（比如 5 个服务员），永远保持这个数量，不会多也不会少。
   • 适用场景：任务量稳定，需要控制并发数，比如银行系统处理固定数量的交易请求。

2. CachedThreadPool（弹性扩招餐馆）

   线程数是几乎可以无限增加的。

   • 线程数量不固定，任务多的时候可以快速创建线程（服务员不够就临时扩招），任务少的时候线程会自动销毁（空闲服务员下班）。
   • 适用场景：任务短平快且数量不确定，比如电商网站处理突发的用户请求。

3. ScheduledThreadPool（预约制餐馆）

   • 专门处理定时任务或周期性任务（比如每天早上 9 点打扫卫生，每隔 1 小时统计数据）。
   • 类比：服务员按预约时间处理特定任务，比如 “10 点整给 3 号桌上甜点”。

4. SingleThreadExecutor（单人餐馆）

   使用唯一的线程去执行任务。如果线程在执行任务的过程中发生异常，线程池也会重新创建一个线程来执行后续的任务。

   • 只有一个线程（一个服务员），所有任务按顺序执行，保证不会有并发问题（比如任务必须按顺序处理，不能乱）。
   • 类比：小而精的餐馆，只有一个主厨，必须按订单顺序做菜，避免混乱。

关闭

主要是两个方法：shutdown(）和shutdownNow()

核心区别在于关闭线程池的「温和程度」和「对任务的处理方式」

• shutdown()：不再接受新订单，但会处理完正在执行和队列中的任务

• shutdownNow()：不再接受新订单，并尝试立即中断执行中任务，退回队列中的任务。

  为什么是尝试？

  终止线程的方法是通过调用 Thread.interrupt() 方法来实现的，但是这种方法的作用有限，如果线程中没有sleep 、wait、Condition、定时锁等应用, interrupt()方法是无法中断当前的线程的。它可能必须要等待所有正在执行的任务都执行完成了才能退出。

不断学习中，如有错误，大家指出>W<