面试官：说说线程池的工作原理？

线程池的底层是基于线程和任务队列来实现的，创建线程池的创建方式通常有以下两种：

1. 普通 Java 项目，使用 ThreadPoolExecutor 来创建线程池，这点《阿里巴巴Java开发手册》中也有说明，如下图所示：

1. Spring 项目中，会使用代码可读性更高的 ThreadPoolTaskExecutor 来创建线程池，虽然它的底层也是通过 ThreadPoolExecutor 来实现的，但 ThreadPoolTaskExecutor 可读性更高，因为它不需要在构造方法中设置参数，而是通过属性设置的方式来设置参数的，所以可读性更高。

Spring 内置的线程池 ThreadPoolTaskExecutor 的使用示例如下：

@Configuration
public class AsyncConfig {
   
   
    @Bean
    public TaskExecutor taskExecutor() {
   
   
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        // 核心线程数
        executor.setCorePoolSize(5);
        // 最大线程数
        executor.setMaxPoolSize(10);
        // 队列容量
        executor.setQueueCapacity(20);
        // 线程池维护线程所允许的空闲时间
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        // 线程池对拒绝任务（无线程可用）的处理策略
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        // 初始化
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

1.线程池工作流程

当有任务来了之后，线程池的执行流程是这样的：

1. 先判断当前线程数是否大于核心线程数，如果结果为 false，则新建线程并执行任务。
2. 如果大于核心线程数，则判断任务队列是否已满，如果结果为 false，则把任务添加到任务队列中等待线程执行。
3. 如果任务队列已满，则判断当前线程数量是否超过最大线程数，如果结果为 false，则新建线程执行此任务。
4. 如果超过最大线程数，则将执行线程池的拒绝策略。

如下图所示：

2.拒绝策略

当线程池无法接受新任务时，会触发拒绝策略，内置的拒绝策略有四种：

1. AbortPolicy：默认策略，直接抛出 RejectedExecutionException 异常。
2. CallerRunsPolicy：由调用者线程执行任务。
3. DiscardPolicy：默默地丢弃任务，没有任何异常抛出。
4. DiscardOldestPolicy：尝试抛弃队列中最旧的任务，然后重新尝试提交当前任务。

除了内置的拒绝策略之外，我们还可以设置自定义拒绝策略，它的实现如下：

import java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler;  
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;  

public class CustomRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {
   
     

    @Override  
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
   
     
        // 在这里处理拒绝的任务  
        System.err.println("任务被拒绝执行: " + r.toString());  
        // 可以选择记录日志、抛出自定义异常或采取其他措施  
        // 例如，可以将任务保存到某个队列中，稍后再尝试重新执行  
    }  
}

使用自定义拒绝策略：

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;  
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  

public class ThreadPoolDemo {
   
     

    public static void main(String[] args) {
   
     
        // 配置线程池参数  
        int corePoolSize = 5;  
        int maximumPoolSize = 10;  
        long keepAliveTime = 60L;  
        TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS;  
        int queueCapacity = 25;  

        // 创建一个阻塞队列  
        ArrayBlockingQueue<Runnable> workQueue = 
            new ArrayBlockingQueue<>(queueCapacity);  

        // 创建 ThreadPoolExecutor 实例  
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(  
                corePoolSize,  
                maximumPoolSize,  
                keepAliveTime,  
                unit,  
                workQueue,  
                new CustomRejectedExecutionHandler() // 使用自定义的拒绝策略  
        );  

        // 提交任务  
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
   
     
            final int taskId = i;  
            executor.execute(() -> {
   
     
                System.out.println("执行任务: " + taskId + " 由线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 执行");  
                try {
   
     
                    Thread.sleep(1000); // 模拟耗时任务  
                } catch (InterruptedException e) {
   
     
                    e.printStackTrace();  
                }  
            });  
        }  

        // 关闭线程池（这不会立即停止所有正在执行的任务）  
        executor.shutdown();  
    }  
}

课后反思

实际项目中线程池会使用哪种拒绝策略？为什么？线程池是通过什么机制来创建线程的？线程池创建线程时可以设置哪些属性？

本文已收录到我的面试小站 www.javacn.site，其中包含的内容有：Redis、JVM、并发、并发、MySQL、Spring、Spring MVC、Spring Boot、Spring Cloud、MyBatis、设计模式、消息队列等模块。