Java线程池面试题

深碍√TFBOYSˉ_ 2021-09-20 19:50 403阅读 0赞

### 一、什么是线程池？ ###

线程池是一种多线程处理形式，处理过程中将任务提交到线程池，任务的执行交由线程池来管理。

如果每个请求都创建一个线程去处理，那么服务器的资源很快就会被耗尽，**使用线程池可以减少创建和销毁线程的次数**，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。

程序启动一个新线程成本是比较高的，因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。

线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。

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### 二、为什么要使用线程池？ ###

**创建线程和销毁线程的花销是比较大的**，这些时间有可能比处理业务的时间还要长。这样频繁的创建线程和销毁线程，再加上业务工作线程，消耗系统资源的时间，可能导致系统资源不足。（我们可以把创建和销毁的线程的过程去掉）

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### 三、线程池有什么作用？ ###

线程池作用就是**限制系统中执行线程的数量。**

**1、提高效率**  
创建好一定数量的线程放在池中，等需要使用的时候就从池中拿一个，这要比需要的时候创建一个线程对象要快的多。

**2、方便管理**  
可以编写线程池管理代码对池中的线程同一进行管理，比如说启动时有该程序创建 100 个线程，每当有请求的时候，就分配一个线程去工作，如果刚好并发有 101 个请求，那多出的这一个请求可以排队等候，避免因无休止的创建线程导致系统崩溃。

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### 四、几种常见的线程池及使用场景 ###

1、newSingleThreadExecutor

创建一个**单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务**，保证所有任务按照指定顺序 (FIFO, LIFO, 优先级) 执行。

2、newFixedThreadPool

创建一个定长线程池，**可控制线程最大并发数**，超出的线程会在队列中等待。

3、newCachedThreadPool

创建一个**可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程**，若无可回收，则新建线程。

4、newScheduledThreadPool

创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

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### 五、线程池中的几种重要的参数 ###

*  corePoolSize 就是线程池中的核心线程数量，这几个核心线程，只是在没有用的时候，也不会被回收
 *  maximumPoolSize 就是线程池中可以容纳的最大线程的数量
 *  keepAliveTime，就是线程池中除了核心线程之外的其他的最长可以保留的时间，因为在线程池中，**除了核心线程即使在无任务的情况下也不能被清 除，其余的都是有存活时间的**，意思就是非核心线程可以保留的最长的空闲时间，
 *  util，就是计算这个时间的一个单位。
 *  workQueue，就是等待队列，任务可以储存在任务队列中等待被执行，执行的是 FIFIO 原则（先进先出）。
 *  threadFactory，就是创建线程的线程工厂。
 *  handler, 是一种拒绝策略，我们可以在任务满了之后，拒绝执行某些任务。

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### 六、使用线程池注意事项 ###

*  避免使用无界队列  
    不要使用 Executors.newXXXThreadPool() 快捷方法创建线程池，因为这种方式会使用无界的任务队列，为避免 OOM，我们应该使用 ThreadPoolExecutor 的构造方法手动指定队列的最大长度：

ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(2, 2, 
                    0, TimeUnit.SECONDS, 
                    new ArrayBlockingQueue<>(512), // 使用有界队列，避免OOM
                    new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());

*  明确拒绝任务时的行为  
    任务队列总有占满的时候，这是再 submit() 提交新的任务会怎么样呢？RejectedExecutionHandler 接口为我们提供了控制方式，接口定义如下：

public interface RejectedExecutionHandler { 
        void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor);
    }

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### 七、execute 和 submit 的区别？ ###

在前面的讲解中，我们执行任务是用的 execute 方法，除了 execute 方法，还有一个 submit 方法也可以执行我们提交的任务。

这两个方法有什么区别呢？分别适用于在什么场景下呢？我们来做一个简单的分析。

*  execute 适用于不需要关注返回值的场景，只需要将线程丢到线程池中去执行就可以了。
 *  submit 方法适用于需要关注返回值的场景，线程池会返回一个 future 类型的对象，通过这个 future 对象可以判断任务是否执行成功，并且可以通过 future 的 get () 方法来获取返回值，get () 方法会阻塞当前线程直到任务完成

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### 八、五种线程池的使用场景 ###

*  newSingleThreadExecutor：一个单线程的线程池，可以用于需要保证顺序执行的场景，并且只有一个线程在执行。
 *  newFixedThreadPool：一个固定大小的线程池，可以用于已知并发压力的情况下，对线程数做限制。使用的任务队列是LinkedBlockingQueue
 *  newCachedThreadPool：一个可以无限扩大的线程池，比较适合处理执行时间比较小的任务。使用的任务队列是SynchronousQueue
 *  newScheduledThreadPool：可以延时启动，定时启动的线程池，适用于需要多个后台线程执行周期任务的场景。
 *  newWorkStealingPool：一个拥有**多个任务队列的线程池**，可以减少连接数，创建当前可用 cpu 数量的线程来并行执行。

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### 九、线程池的拒绝策略 ###

当请求任务不断的过来，而系统此时又处理不过来的时候，我们需要采取的策略是拒绝服务。RejectedExecutionHandler 接口提供了拒绝任务处理的自定义方法的机会。在 ThreadPoolExecutor 中已经包含四种处理策略。

*  AbortPolicy 策略：该策略会直接抛出异常，阻止系统正常工作。
 *  CallerRunsPolicy 策略：只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中，运行当前的任务。
 *  DiscardOleddestPolicy 策略： 该策略将丢弃最老的一个请求，也就是即将被执行的任务，并尝试再次提交当前任务。
 *  DiscardPolicy 策略：该策略默默的丢弃无法处理的任务，不予任何处理。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzOTQ1MjQ2_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
    除了 JDK 默认提供的四种拒绝策略，我们可以根据自己的业务需求去自定义拒绝策略，自定义的方式很简单，直接实现 RejectedExecutionHandler 接口即可。

线程池默认的拒绝行为是 AbortPolicy，也就是抛出 RejectedExecutionHandler 异常，该异常是非受检异常，很容易忘记捕获。如果不关心任务被拒绝的事件，可以将拒绝策略设置成 DiscardPolicy，这样多余的任务会悄悄的被忽略。

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### 十、线程池的关闭 ###

关闭线程池可以调用 **shutdownNow 和 shutdown** 两个方法来实现

*  shutdownNow：对正在执行的任务全部发出 interrupt ()，停止执行，对还未开始执行的任务全部取消，并且返回还没开始的任务列表。
 *  shutdown：当我们调用 shutdown 后，线程池将不再接受新的任务，但也不会去强制终止已经提交或者正在执行中的任务。

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