線程池是Java多線程編程中的核心組件，用于管理線程的生命周期、復(fù)用線程資源，避免頻繁創(chuàng)建和銷毀線程帶來(lái)的性能開銷。在高并發(fā)場(chǎng)景（如Web服務(wù)器、微服務(wù)調(diào)用等）中，合理使用線程池能顯著提升系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。

---

1. 為什么需要線程池？

• 問(wèn)題：直接創(chuàng)建線程（new Thread()）的缺點(diǎn)：

  • 線程創(chuàng)建和銷毀開銷大（涉及操作系統(tǒng)資源分配）。

  • 無(wú)限制創(chuàng)建線程會(huì)導(dǎo)致資源耗盡（如內(nèi)存溢出）。

• 解決方案：線程池通過(guò)復(fù)用線程、限制并發(fā)數(shù)、任務(wù)隊(duì)列機(jī)制解決這些問(wèn)題。

---

2. Java中的線程池實(shí)現(xiàn)

Java通過(guò)java.util.concurrent.ExecutorService接口及其實(shí)現(xiàn)類提供線程池支持，核心實(shí)現(xiàn)類是ThreadPoolExecutor。

2.1 線程池的創(chuàng)建（ThreadPoolExecutor）

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,      // 核心線程數(shù)（長(zhǎng)期存活的線程）int maximumPoolSize,   // 最大線程數(shù)（臨時(shí)線程 = maximumPoolSize - corePoolSize）long keepAliveTime,    // 臨時(shí)線程空閑存活時(shí)間TimeUnit unit,         // 時(shí)間單位（秒/毫秒等）BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 任務(wù)隊(duì)列RejectedExecutionHandler handler  // 拒絕策略
);

關(guān)鍵參數(shù)說(shuō)明

參數(shù)	作用
corePoolSize	核心線程數(shù)，即使空閑也不會(huì)被銷毀（除非allowCoreThreadTimeOut=true）。
maximumPoolSize	線程池最大能容納的線程數(shù)（核心線程 + 臨時(shí)線程）。
keepAliveTime	臨時(shí)線程空閑時(shí)的存活時(shí)間，超時(shí)后銷毀。
workQueue	任務(wù)隊(duì)列，用于存放待執(zhí)行的任務(wù)（常見隊(duì)列類型見下文）。
handler	當(dāng)線程池和隊(duì)列都滿時(shí)，如何處理新任務(wù)（拒絕策略）。

---

2.2 任務(wù)隊(duì)列（BlockingQueue）類型

隊(duì)列類型	特性
ArrayBlockingQueue	有界隊(duì)列，固定大小，任務(wù)超出隊(duì)列大小時(shí)會(huì)創(chuàng)建臨時(shí)線程。
LinkedBlockingQueue	無(wú)界隊(duì)列（默認(rèn)Integer.MAX_VALUE），可能導(dǎo)致OOM。
SynchronousQueue	不存儲(chǔ)任務(wù)，直接交給線程執(zhí)行（需搭配maximumPoolSize使用）。
PriorityBlockingQueue	帶優(yōu)先級(jí)的無(wú)界隊(duì)列（任務(wù)需實(shí)現(xiàn)Comparable）。

---

2.3 拒絕策略（RejectedExecutionHandler）

當(dāng)線程池和隊(duì)列都滿時(shí)，對(duì)新任務(wù)的處理方式：

策略名	行為
AbortPolicy（默認(rèn)）	直接拋出RejectedExecutionException。
CallerRunsPolicy	讓提交任務(wù)的線程自己執(zhí)行該任務(wù)（同步執(zhí)行）。
DiscardPolicy	靜默丟棄任務(wù)，不拋異常。
DiscardOldestPolicy	丟棄隊(duì)列中最舊的任務(wù)，然后重新嘗試提交當(dāng)前任務(wù)。

---

3. 線程池的工作流程

1. 提交任務(wù)：調(diào)用executor.execute(Runnable task)或submit(Callable task)。

2. 線程分配：

   • 如果當(dāng)前線程數(shù) <?corePoolSize，立即創(chuàng)建新線程執(zhí)行任務(wù)。

   • 如果線程數(shù) ≥?corePoolSize，任務(wù)進(jìn)入workQueue等待。

   • 如果隊(duì)列已滿且線程數(shù) <?maximumPoolSize，創(chuàng)建臨時(shí)線程執(zhí)行任務(wù)。

   • 如果隊(duì)列和線程池均滿，觸發(fā)拒絕策略。

3. 線程回收：

   • 核心線程默認(rèn)長(zhǎng)期存活。

   • 臨時(shí)線程在空閑keepAliveTime后被銷毀。

---

4. 常見的線程池工具類（Executors）

Java提供了Executors工具類快速創(chuàng)建線程池（但需注意潛在問(wèn)題）：

方法名	底層實(shí)現(xiàn)	問(wèn)題
newFixedThreadPool(int n)	固定大小的線程池（核心=最大線程數(shù)，無(wú)界隊(duì)列）	無(wú)界隊(duì)列可能導(dǎo)致OOM。
newCachedThreadPool()	可擴(kuò)容線程池（核心=0，最大=Integer.MAX_VALUE）	線程數(shù)無(wú)限制，可能創(chuàng)建過(guò)多線程導(dǎo)致資源耗盡。
newSingleThreadExecutor()	單線程池（核心=最大=1，無(wú)界隊(duì)列）	無(wú)界隊(duì)列可能導(dǎo)致OOM。
newScheduledThreadPool()	支持定時(shí)/周期性任務(wù)的線程池。	無(wú)界隊(duì)列可能導(dǎo)致OOM。

建議：生產(chǎn)環(huán)境推薦手動(dòng)創(chuàng)建ThreadPoolExecutor，避免使用Executors的無(wú)界隊(duì)列。

---

5. 線程池的最佳實(shí)踐

1. 合理配置參數(shù)：

   • CPU密集型任務(wù)：corePoolSize = CPU核心數(shù) + 1。

   • IO密集型任務(wù)：corePoolSize = 2 * CPU核心數(shù)。

2. 避免無(wú)界隊(duì)列：使用ArrayBlockingQueue或自定義有界隊(duì)列。

3. 明確拒絕策略：根據(jù)業(yè)務(wù)選擇AbortPolicy（日志記錄 + 告警）或CallerRunsPolicy。

4. 監(jiān)控線程池：通過(guò)ThreadPoolExecutor的方法（如getActiveCount()）或Spring Boot Actuator。

---

6. 示例代碼

// 手動(dòng)創(chuàng)建線程池
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2,                              // corePoolSize5,                              // maximumPoolSize60, TimeUnit.SECONDS,           // keepAliveTimenew ArrayBlockingQueue<>(10),   // 有界隊(duì)列（容量10）new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒絕策略
);// 提交任務(wù)
executor.execute(() -> {System.out.println("Task executed by " + Thread.currentThread().getName());
});// 關(guān)閉線程池（平滑關(guān)閉）
executor.shutdown();

---

7. 常見面試題

1. 線程池的底層原理是什么？

2. corePoolSize和maximumPoolSize如何協(xié)作？

3. 無(wú)界隊(duì)列會(huì)導(dǎo)致什么問(wèn)題？

4. 如何優(yōu)化線程池參數(shù)？

5. 線程池的拒絕策略有哪些？如何選擇？

---

掌握線程池是Java高并發(fā)編程的基礎(chǔ)，也是面試高頻考點(diǎn)。建議結(jié)合源碼（如ThreadPoolExecutor）和實(shí)際場(chǎng)景（如Web服務(wù)器請(qǐng)求處理）加深理解。