在 Java 多线程编程中，线程池是一种常用的技术，它可以有效地管理和复用线程，提高程序的性能和资源利用率。然而，当线程池的队列已满时，提交任务会出现不同的情况，这取决于线程池的配置和任务的提交方式。
一、线程池的基本概念
线程池是一种管理多个线程的机制，它可以预先创建一定数量的线程，并将任务提交到线程池中执行。线程池通常由以下几个部分组成：
- 线程工人（Thread Worker）：负责执行任务的线程。
- 任务队列（Task Queue）：用于存储等待执行的任务。
- 线程工厂（Thread Factory）：用于创建新的线程。
- 拒绝策略（Rejected Execution Handler）：当任务队列已满且无法创建新的线程时，用于处理无法提交的任务。
二、线程池队列已满的情况
当线程池的任务队列已满时，提交任务会根据不同的情况发生以下几种情况：
阻塞提交
- 如果使用
execute方法提交任务，并且任务队列已满，那么提交任务的线程将会被阻塞，直到任务队列有足够的空间来容纳新的任务。 - 这种方式可能会导致提交任务的线程长时间阻塞，从而影响程序的响应性。如果任务队列一直无法腾出空间，那么提交任务的线程可能会一直阻塞下去。
- 如果使用
有返回值的提交
- 如果使用
submit方法提交任务，并且任务队列已满，那么提交任务的方法会立即返回一个Future对象。可以通过这个Future对象来获取任务的执行结果或者检查任务的执行状态。 - 但是，任务本身并不会立即执行，而是会等待任务队列有足够的空间或者有新的线程可用时才会被执行。如果任务队列一直无法腾出空间，并且无法创建新的线程，那么任务可能会一直等待下去，直到超时或者被取消。
- 如果使用
拒绝策略
- 当任务队列已满且无法创建新的线程时，线程池会根据配置的拒绝策略来处理无法提交的任务。Java 提供了几种内置的拒绝策略，包括：
AbortPolicy：直接抛出RejectedExecutionException异常，阻止系统正常运行。CallerRunsPolicy：在调用者线程中执行被拒绝的任务，这可能会导致调用者线程阻塞，影响程序的性能。DiscardPolicy：默默地丢弃被拒绝的任务，不做任何处理。DiscardOldestPolicy：丢弃任务队列中最旧的任务，并尝试重新提交被拒绝的任务。
- 当任务队列已满且无法创建新的线程时，线程池会根据配置的拒绝策略来处理无法提交的任务。Java 提供了几种内置的拒绝策略，包括：
三、影响和应对措施
影响
- 当线程池队列已满时提交任务可能会导致以下问题：
- 程序响应性下降：如果提交任务的线程被阻塞，或者任务一直等待执行，那么程序的响应性可能会受到影响，用户可能会感觉到程序卡顿或者无响应。
- 资源浪费：如果任务一直等待执行，那么可能会占用系统资源，如内存和 CPU 时间，导致资源浪费。
- 系统不稳定：如果大量任务被拒绝，并且拒绝策略不合适，那么可能会导致系统出现异常，影响程序的稳定性。
- 当线程池队列已满时提交任务可能会导致以下问题：
应对措施
- 为了避免线程池队列已满时出现问题，可以采取以下措施：
- 调整线程池参数：可以根据实际情况调整线程池的核心线程数、最大线程数和任务队列大小等参数，以适应不同的负载情况。例如，如果任务的执行时间较长，可以增加核心线程数和最大线程数，以提高任务的并行执行能力；如果任务的数量较多，可以增加任务队列的大小，以减少任务被拒绝的可能性。
- 使用合适的拒绝策略：根据实际情况选择合适的拒绝策略，以确保在任务队列已满时能够正确地处理无法提交的任务。例如，如果任务的执行时间较短，可以选择
CallerRunsPolicy，让调用者线程执行被拒绝的任务，以避免任务被丢弃；如果任务的重要性较低，可以选择DiscardPolicy，默默地丢弃被拒绝的任务，以避免影响系统的稳定性。 - 监控线程池状态：可以使用 Java 的
ThreadPoolExecutor类提供的方法来监控线程池的状态，如任务队列的大小、正在执行的任务数量和已完成的任务数量等。通过监控线程池的状态，可以及时发现问题，并采取相应的措施进行调整。
- 为了避免线程池队列已满时出现问题，可以采取以下措施：
四、示例代码
以下是一个使用线程池的示例代码，展示了当线程池队列已满时提交任务的情况：
import java.util.concurrent.*;
public class ThreadPoolExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个线程池，核心线程数为 2，最大线程数为 4，任务队列大小为 2
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 4,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(2));
// 提交任务
for (int i = 0; i < 6; i++) {
final int taskId = i;
executor.execute(() -> {
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("Task " + taskId + " completed.");
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
});
}
// 关闭线程池
executor.shutdown();
}
}
在这个示例中，创建了一个线程池，核心线程数为 2，最大线程数为 4，任务队列大小为 2。然后提交了 6 个任务，当任务队列已满时，后续的任务会根据拒绝策略进行处理。
五、总结
当线程池队列已满时提交任务会根据不同的情况发生不同的事情，可能会导致提交任务的线程被阻塞、任务被拒绝或者在调用者线程中执行。为了避免出现问题，可以调整线程池参数、使用合适的拒绝策略和监控线程池状态等措施。在实际应用中，需要根据具体的情况选择合适的方法来处理线程池队列已满的情况，以确保程序的稳定性和性能。
