Java 面试宝典：什么是线程池？它的核心原理是什么？

线程池是一种池化的技术，其核心思想是为了减少每次获取和结束资源的消耗，提高对资源的利用率。

线程池的基本概念

线程重用：线程池中的线程在执行完任务后不会被销毁，而是可以被重新利用来执行新的任务。
任务队列：当所有线程都在忙碌时，新的任务会被放入一个队列中等待执行。
线程管理：包括线程的创建、销毁、任务分配等。

线程池的好处

降低资源消耗：通过重复利用现有的线程来执行任务，减少了线程创建和销毁的开销。
提高响应速度：线程的创建是需要时间和资源的，利用现有线程执行任务，省去了创建线程的时间，拿到任务后可以立刻执行。
提高线程的可管理性：线程是一种稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性。使用线程池可以进行统一的分配、调优和监控。

线程池的使用

public class ThreadPoolTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1. 创建线程池
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                5,
                5,
                0L,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

        // 2. 往线程池中提交任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            threadPoolExecutor.execute(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - Java 面试 600 讲");
            });
        }

        // 3. 关闭线程池
        threadPoolExecutor.shutdown();
    }
}

执行结果：

从上面可以看出，线程池的使用非常简单：

调用new ThreadPoolExecutor() 构造方法，指定核心参数，创建线程池。
调用 execute() 方法提交 Runnable 任务。
使用结束后，调用 shutdown() 方法，关闭线程池。

对于线程池而言，其核心参数非常重要，这也是我们面试线程池必问的一个问题。

线程池核心参数

线程池共有七大核心参数：

参数名称	参数含义
int corePoolSize	核心线程数
int maximumPoolSize	最大线程数
long keepAliveTime	线程存活时间
TimeUnit unit	时间单位
BlockingQueue workQueue	阻塞队列
ThreadFactory threadFactory	线程创建工厂
RejectedExecutionHandler handler	拒绝策略

1、 corePoolSize：核心线程数

当线程池中的线程数小于 corePoolSize 时，即使有空闲线程，线程池也会创建新线程来处理新的任务。默认情况下，空闲状态的线程是不会被回收的，所以 corePoolSize 是线程池中始终保持活跃的线程数量。但是我们可以通过一个参数 allowCoreThreadTimeOut 来控制核心线程的行为。当该参数被设置为 true 时，在空闲时间超过 keepAliveTime 时，核心线程也会被终止并回收。

举个例子：如果你有一个核心线程数为 5，最大线程数为 10 的线程池，且 allowCoreThreadTimeOut 设置为 false（默认情况），那么即使没有任务执行，线程池中也始终会有 5 个线程活跃。但如果将 allowCoreThreadTimeOut 设置为 true，那么这些核心线程在空闲超过 keepAliveTime 后会被终止回收，可能导致线程池中暂时没有任何线程。

这个参数比较适用于哪些“间歇性”的场景，即有时非常忙有时又完全空闲，在这种情况下，设置 allowCoreThreadTimeOut = true，可以在系统空闲时节约资源。

2、maximumPoolSize：最大线程数

这是线程池中允许的最大线程数量。

当线程池中的线程数达到 corePoolSize ，阻塞队列又满了之后，才会继续创建线程，直到达到 maximumPoolSize。另外空闲的非核心线程会被回收。

3、keepAliveTime：线程存活时间

当线程池中线程数量超过 corePoolSize 时，这是超出部分线程在空闲时的存活时间。

如果线程空闲时间超过 keepAliveTime，线程将被销毁，直到线程池中的线程数降至 corePoolSize。注意，这是默认情况下。

4、unit：时间单位

keepAliveTime 参数的时间单位，默认是TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒），可选择的有：

TimeUnit.NANOSECONDS（纳秒）
TimeUnit.MICROSECONDS（微秒）
TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）
TimeUnit.SECONDS（秒）
TimeUnit.MINUTES（分钟）
TimeUnit.HOURS（小时）
TimeUnit.DAYS（天）

5、workQueue：阻塞队列

存放待处理任务的阻塞队列。当线程池中的线程数达到corePoolSize，再提交的任务就会放到阻塞队列的等待，默认使用的是LinkedBlockingQueue，可选择的有：

LinkedBlockingQueue（基于链表实现的阻塞队列）
ArrayBlockingQueue（基于数组实现的阻塞队列）
SynchronousQueue（只有一个元素的阻塞队列）
PriorityBlockingQueue（实现了优先级的阻塞队列）
DelayQueue（实现了延迟功能的阻塞队列）

6、threadFactory：线程创建工厂

用于创建新线程的工厂，默认的是Executors.defaultThreadFactory()。利用它，我们可以自定义线程创建的过程，例如设置线程名、优先级等。

创建线程的时候最好指定线程名称，便于排查问题。

7、handler：拒绝策略

当线程池中的线程数达到maximumPoolSize，阻塞队列也满了之后，再往线程池中提交任务，就会触发执行拒绝策略。常见的拒绝策略有：

AbortPolicy（直接终止，抛出异常，默认）
CallerRunsPolicy（返回给调用者执行）
DiscardPolicy（默默丢弃，不抛出异常）
DiscardOldestPolicy（丢弃队列中最旧的任务，执行当前任务）

线程池执行过程

首先检测线程池运行状态，如果不是RUNNING，则直接拒绝，线程池要保证在RUNNING的状态下执行任务。
如果workerCount < corePoolSize，则创建并启动一个线程来执行新提交的任务，即便有空闲线程。
如果workerCount >= corePoolSize，且线程池内的阻塞队列未满，则将任务添加到该阻塞队列中。
如果workerCount >= corePoolSize && workerCount < maximumPoolSize，且线程池内的阻塞队列已满，则创建并启动一个线程来执行新提交的任务。
如果workerCount >= maximumPoolSize，并且线程池内的阻塞队列已满, 则根据拒绝策略来处理该任务, 默认的处理方式是直接抛异常。

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