一篇文章带你完全了解JAVA线程池,再也不用担心被面试官问了

简介: 线程(thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位,我们的程序最终都是由线程进行运作。在Java中,创建和销毁线程的动作是很消耗资源的,因此就出现了所谓“池化资源”技术。线程池是池化资源技术的一个应用,所谓线程池,顾名思义就是预先按某个规定创建若干个可执行线程放入一个容器中(线程池),需要使用的时候从线程池中去取,用完之后不销毁而是放回去,从而减少了线程创建和销毁的次数,达到节约资源的目的。

1.什么是线程池

线程(thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位,我们的程序最终都是由线程进行运作。在Java中,创建和销毁线程的动作是很消耗资源的,因此就出现了所谓“池化资源”技术。线程池是池化资源技术的一个应用,所谓线程池,顾名思义就是预先按某个规定创建若干个可执行线程放入一个容器中(线程池),需要使用的时候从线程池中去取,用完之后不销毁而是放回去,从而减少了线程创建和销毁的次数,达到节约资源的目的。

2.为什么要使用线程池

2.1 降低资源消耗

前面已经讲到线程池的出现减少了线程创建和销毁的次数,每个线程都可以被重复利用,可执行多个任务。

2.2 提高系统的响应速度

每当有任务到来时,直接复用线程池中的线程,而不需要等待新线程的创建,这个动作可以带来响应速度的提升

2.3 防止过多的线程搞坏系统

可以根据系统的承受能力,调整线程池中的工作线程的数量,防止因为线程过多服务器变慢或死机。java一个线程默认占用空间为1M,可以想象一旦手动创建线程过多极有可能导致内存溢出。


3.线程池主要参数

我们可以用Executors类来创建一些常用的线程池,但是像阿里是禁止直接通过Executors类直接创建线程池的,具体的原因稍后再谈。

在了解Executors类所提供的几个线程池前,我们首先来了解一下ThreadPoolExecutor的主要参数,ThreadPoolExecutor是创建线程池的类,我们选取参数最多的构造方法来看一下:


public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler)

3.1 corePoolSize

当向线程池提交一个任务时,如果线程池中已创建的线程数量小于corePoolSIze,即便存在空闲线程,也会创建一个新线程来执行任务,直到创建的线程数大于或等于corePoolSIze。


3.2 maximumPoolSize

线程池所允许的最大线程个数,当队列满了且已经创建的线程数小于maximumPoolSize时,会创建新的线程执行任务。


3.3 keepAliveTime

当线程中的线程数大于corePoolSIze时,如果线程空闲时间大于keepAliveTime,该线程就会被销毁。


3.4 unit

keepAliveTime的时间单位


3.5 workQueue

用于保存等待执行任务的队列


3.6 threadFactory

用于创建新线程。threadFactory创建的线程也是采用new Thread()方式,threadFactory创建的线程名都具有统一的风格:pool-m-thread-n


3.7 handler

拒绝策略,当线程池和队列满了之后,再加入新线程后会执行此策略。

下面是四种线程池的拒绝策略:

AbortPolicy:中断任务并抛出异常

DiscardPolicy:中段任务但是不抛出异常

DiscardOldestPolicy:丢弃队列中最老的任务,然后尝试提交新任务

CallerRunsPolicy:由调用线程处理该任务

4.线程池执行流程

当我们了解了ThreadPoolExecutor的七个参数后,我们就可以很快的理解线程池的流程:

当提交任务后,首先判断当前线程数是否超过核心线程数,如果没超过则创建新线程执行任务,否则判断工作队列是否已满,如果未满则将任务添加到队列中,否则判断线程数是否超过最大线程数,如果未超过则创建线程执行任务,否则执行拒绝策略。


5.Executors提供的线程池

executors提供了许多种线程池供用户使用,虽然很多公司禁止使用executors创建线程池,但是对于刚开始解除线程池的人来说,Executors类所提供的线程池能很好的带你进入多线程的世界。


5.1 newSingleThreadExecutor


ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

听名字就可以知道这是一个单线程的线程池,在这个线程池中只有一个线程在工作,相当于单线程执行所有任务,此线程可以保证所有任务的执行顺序按照提交顺序执行,看构造方法也可以看出,corePoolSize和maximumPoolSize都是1。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue()));
}

5.2 newFixedThreadPool

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);

固定长度的线程池,线程池的长度在创建时通过变量传入。下面是newFixedThreadPool的构造方法,corePoolSize和maximumPoolSize都是传入的参数值

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

5.3 newCachedThreadPool

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

可缓存线程池,这个线程池设定keepAliveTime为60秒,并且对最大线程数量几乎不做控制。

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue());
}

观察构造方法,corePoolSize = 0,maximumPoolSize = Integer.MAX_VALUE,即线程数量几乎无限制。设定keepAliveTime 为60秒,线程空闲60秒后自动结束,因为该线程池创建无限制,不会有队列等待,所以使用SynchronousQueue同步队列。

5.4 newScheduledThreadPool

创建一个定时的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。下面是newScheduledThreadPool的用法:


Thread thread1=new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"thread1");
    }
});
Thread thread2=new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"thread2");
    }
});
Thread thread3=new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"thread3");
    }
});
ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
//在1000ms后执行thread1
scheduledExecutorService.schedule(thread1,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
//在1000ms后每隔1000ms执行一次thread2,如果任务执行时间比间隔时间长,则延迟执行
scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(thread2,1000,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
//和第二种方式类似,但下一次任务开始的时间为:上一次任务结束时间(而不是开始时间) + delay时间
scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(thread3,1000,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);

6.为什么阿里巴巴禁止程序员用Exectors创建线程池

如果你的idea装了Alibaba Java Codeing Guidelines插件(推荐大家使用,有助于让你的代码更加规范),那么当你写了Exectors创建线程池后会看到提示:

并且阿里将这个用法定义为Blocker,即不允许使用,而是让人们用ThreadPoolExecutor的方式创建线程池。原因是通过ThreadPoolExecutor的方式,这样的处理方式让写的人更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险。

Executors返回的线程池对象的弊端如下:


1)FixedThreadPool和SingleThreadPool:

  允许的请求队列长度为Integer.MAX_VALUE,可能会堆积大量的请求,从而导致OOM。


2)CachedThreadPool:

  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。


下面是ThreadPoolExecutor创建线程池的简单例子


int corePoolSize=5;
int maximumPoolSize=10;
long keepAliveTime=30;
BlockingQueue blockingQueue=new ArrayBlockingQueue(2);
RejectedExecutionHandler handler=new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, TimeUnit.MILLISECONDS, blockingQueue, handler);
threadPoolExecutor.execute(thread1);

7.总结

关于本篇文章如果有任何错误、疑问或者补充欢迎大家留言或私信我。欢迎关注我的微信公众号《鱼仔ly》与我交流,每天进步一点点。


相关文章
|
3月前
|
Java 测试技术 微服务
最新技术栈下 Java 面试高频技术点实操指南详解
本指南结合最新Java技术趋势,涵盖微服务(Spring Cloud Alibaba)、响应式编程(Spring WebFlux)、容器化部署(Docker+Kubernetes)、函数式编程、性能优化及测试等核心领域。通过具体实现步骤与示例代码,深入讲解服务注册发现、配置中心、熔断限流、响应式数据库访问、JVM调优等内容。适合备战Java面试,提升实操能力,助力技术进阶。资源链接:[https://pan.quark.cn/s/14fcf913bae6](https://pan.quark.cn/s/14fcf913bae6)
152 25
|
3月前
|
缓存 Java 关系型数据库
2025 年最新华为 Java 面试题及答案,全方位打造面试宝典
Java面试高频考点与实践指南(150字摘要) 本文系统梳理了Java面试核心考点,包括Java基础(数据类型、面向对象特性、常用类使用)、并发编程(线程机制、锁原理、并发容器)、JVM(内存模型、GC算法、类加载机制)、Spring框架(IoC/AOP、Bean生命周期、事务管理)、数据库(MySQL引擎、事务隔离、索引优化)及分布式(CAP理论、ID生成、Redis缓存)。同时提供华为级实战代码,涵盖Spring Cloud Alibaba微服务、Sentinel限流、Seata分布式事务,以及完整的D
150 0
|
2月前
|
缓存 Java API
Java 面试实操指南与最新技术结合的实战攻略
本指南涵盖Java 17+新特性、Spring Boot 3微服务、响应式编程、容器化部署与数据缓存实操,结合代码案例解析高频面试技术点,助你掌握最新Java技术栈,提升实战能力,轻松应对Java中高级岗位面试。
294 0
|
3月前
|
存储 安全 Java
常见 JAVA 集合面试题整理 自用版持续更新
这是一份详尽的Java集合面试题总结,涵盖ArrayList与LinkedList、HashMap与HashTable、HashSet与TreeSet的区别,以及ConcurrentHashMap的实现原理。内容从底层数据结构、性能特点到应用场景逐一剖析,并提供代码示例便于理解。此外,还介绍了如何遍历HashMap和HashTable。无论是初学者还是进阶开发者,都能从中受益。代码资源可从[链接](https://pan.quark.cn/s/14fcf913bae6)获取。
173 4
|
3月前
|
存储 安全 Java
2025 最新史上最全 Java 面试题独家整理带详细答案及解析
本文从Java基础、面向对象、多线程与并发等方面详细解析常见面试题及答案,并结合实际应用帮助理解。内容涵盖基本数据类型、自动装箱拆箱、String类区别,面向对象三大特性(封装、继承、多态),线程创建与安全问题解决方法,以及集合框架如ArrayList与LinkedList的对比和HashMap工作原理。适合准备面试或深入学习Java的开发者参考。附代码获取链接:[点此下载](https://pan.quark.cn/s/14fcf913bae6)。
569 48
|
3月前
|
算法 架构师 Java
Java 开发岗及 java 架构师百度校招历年经典面试题汇总
以下是百度校招Java岗位面试题精选摘要(150字): Java开发岗重点关注集合类、并发和系统设计。HashMap线程安全可通过Collections.synchronizedMap()或ConcurrentHashMap实现,后者采用分段锁提升并发性能。负载均衡算法包括轮询、加权轮询和最少连接数,一致性哈希可均匀分布请求。Redis持久化有RDB(快照恢复快)和AOF(日志更安全)两种方式。架构师岗涉及JMM内存模型、happens-before原则和无锁数据结构(基于CAS)。
82 5
|
3月前
|
Java API 微服务
2025 年 Java 校招面试全攻略:从面试心得看 Java 岗位求职技巧
《2025年Java校招最新技术要点与实操指南》 本文梳理了2025年Java校招的核心技术栈,并提供了可直接运行的代码实例。重点技术包括: Java 17+新特性(Record类、Sealed类等) Spring Boot 3+WebFlux响应式编程 微服务架构与Spring Cloud组件 Docker容器化部署 Redis缓存集成 OpenAI API调用 通过实际代码演示了如何应用这些技术,如Java 17的Record类简化POJO、WebFlux构建响应式API、Docker容器化部署。
109 5
|
3月前
|
缓存 NoSQL Java
Java Redis 面试题集锦 常见高频面试题目及解析
本文总结了Redis在Java中的核心面试题,包括数据类型操作、单线程高性能原理、键过期策略及分布式锁实现等关键内容。通过Jedis代码示例展示了String、List等数据类型的操作方法,讲解了惰性删除和定期删除相结合的过期策略,并提供了Spring Boot配置Redis过期时间的方案。文章还探讨了缓存穿透、雪崩等问题解决方案,以及基于Redis的分布式锁实现,帮助开发者全面掌握Redis在Java应用中的实践要点。
146 6
|
3月前
|
安全 Java API
2025 年 Java 校招面试常见问题及详细答案汇总
本资料涵盖Java校招常见面试题,包括Java基础、并发编程、JVM、Spring框架、分布式与微服务等核心知识点,并提供详细解析与实操代码,助力2025校招备战。
139 1
|
3月前
|
算法 Java 微服务
2025 年 Java 面试宝典社招春招秋招实操全方位攻略
2025年Java面试宝典涵盖核心技术及最新趋势,分为四大板块:1. Java基础:深入数据类型、多态等特性,结合学生信息管理等实例;2. JVM核心:解析内存模型与GC算法,附多线程转账等场景应用;3. 高并发方案:详解synchronized与线程池配置,提供Web服务器优化案例;4. Spring生态:剖析IoC/AOP原理,演示微服务架构实现。特别新增Java 17+特性实操,包括Record类、密封接口等语法糖,整合Spring Boot 3、响应式编程及云原生技术,通过订单状态机、API网关配置。
196 1

热门文章

最新文章