【面试题精选】线程池的类型及常用参数及其作用

怼烎@ 2022-03-09 10:36 102阅读 0赞

## 一、线程池的五种创建方式 ##

Executors目前提供了五种不同的线程池创建：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>类型</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>new CachedThreadPool()</td> 
   <td>它是一种用来处理大量短时间工作任务的线程池，具有几个鲜明特点：它会试图缓存线程并重用，当无缓存线程可用时，就会创建新的工作线程；如果线程闲置的时间超过60秒，则被终止并移出缓存；长时间闲置时，这种线程池并不会消耗什么资源，其内部使用SynchronousQueue作为工作队列；</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>new FixedThreadPool()</td> 
   <td>创建固定大小的线程池，背后使用的是无界的工作队列，任何时候最多有nThreads个工作线程是活动的。这意味着，如果任务数量超过了活动队列数目，将在工作队列中等待空闲线程出现；如果有工作线程退出，将会有新的工作线程被创建，以补足指定的数目n Threads。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>new SingleThreadExcutor()</td> 
   <td>它的特点在于工作线程数目被限制为1，操作一个无界的工作队列，所以保证了所有任务都是被顺序执行的，最多只会有一个任务处于活动状态，并且不允许使用者改动线程池实例，因此可以避免其改变线程数目。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>new SingleThreadScheduledExcutor()和new ScheduleThreadPool(int corePoolSize)</td> 
   <td>创建的是个ScheduledExcutorService，可以进行定时或周期性的工作调度，区别在于单一工作线程还是多个工作线程。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>newWorkStealingPool(int parallelism)</td> 
   <td>这是一个经常被人忽略的线程池，Java 8才加入这个创建方法，其内部会构建ForkJoinPool,利用Work-Stealing算法，并行地处理任务，不保证处理顺序。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 二、线程池的几种参数及其含义 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数名</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>corePoolSize</td> 
   <td>核心线程数，核心线程会一直存活，即使没有任务需要处理。当线程数小于核心线程数时，即使现有的线程空闲，线程池也会优先创建新线程来处理任务，而不是直接交给现有的线程处理；核心线程在allowCoreThreadTimeout被设置为true时会超时退出，默认情况下不会退出。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>maximumPoolSize</td> 
   <td>最大线程数。当线程数大于或等于核心线程，且任务队列已满时，线程池会创建新的线程，直到线程数量达到maxPoolSize。如果线程数等于最大线程数，则已经超出线程池的处理能力，线程池会拒绝处理任务而抛出异常。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>keepAliveTime</td> 
   <td>空闲的线程(即在任务队列已满时，又创建的线程)多长时间会被销毁。当线程空闲时间达到keepAliveTime，该线程会退出，直到线程数量达到corePoolSize。如果allowCoreThreadTimeout被设置为true，则所有线程均会退出直到线程数量为0.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>allowCoreThreadTimeout</td> 
   <td>是否允许核心线程空闲退出。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>queueCapacity</td> 
   <td>任务队列容量。从maxPoolSize的描述上可以看出，任务队列的容量会影响到线程的变化，因此任务队列的长度也需要恰当的设置。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RejectedExcutionHandler</td> 
   <td>饱和策略。当队列和线程池都满了，说明线程池处于饱和状态，那么必须对新提交的任务采用一种特殊的策略来进行处理。这个策略默认配置是AbortPolicy，表示无法处理新的任务而抛出异常。JAVA提供了4中策略<font><strong>①</strong></font>。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unit</td> 
   <td>保持活跃时间的单位。可选为：NANOSECONDS，MICROSECONDS，MILLISECONDS，SECONDS，MINUTES，HOURS，DAYS等。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>workQueue</td> 
   <td>工作队列。这队列用来保持那些execute()方法提交的还没有执行的任务。常用的队列SynchronousQueue,LinkedBlockingDeque,ArrayBlockingQueue <font><strong>②</strong></font>。一般我们需要根据自己的实际业务需求选择合适的工作队列。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>threadFactory</td> 
   <td>线程工厂。当线程池需要创建线程的时候用来创建线程。默认是Executors类的静态内部类DefaultThreadFactory。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 注释： ####

**①JAVA提供了4中策略：**

>  *  ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
>  *  ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。
>  *  ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）
>  *  ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

**②工作队列的种类及其描述：**  
SynchronousQueue：直接传递。对于一个好的默认的工作队列选择是SynchronousQueue，该队列传递任务到线程而不持有它们。在这一点上，试图向该队列压入一个任务，如果没有可用的线程立刻运行任务，那么就会入列失败，所以一个新的线程就会被创建。当处理那些内部依赖的任务集合时，这个选择可以避免锁住。直接接传递通常需要无边界的最大线程数来避免新提交任务被拒绝处理。当任务以平均快于被处理的速度提交到线程池时，它依次地确认无边界线程增长的可能性；

LinkedBlockingDeque：无界队列。没有预先定义容量的无界队列，在核心线程数都繁忙的时候会使新提交的任务在队列中等待被执行，所以将不会创建更多的线程，因此，最大线程数的值将不起作用。当每个任务之间是相互独立的时比较适合该队列，所以任务之间不能互相影响执行。例如，在一个WEB页面服务器，当平滑的出现短暂的请求爆发时这个类型的队列是非常有用的，当任务以快于平均处理速度被提交时该队列会确认无边界队列增长的可能性。

ArrayBlockingQueue：有界阻塞队列，遵循FIFO原则，一旦创建容量不能改变，当向一个已经满了的该队列中添加元素和向一个已经为空的该队列取出元素都会导致阻塞；当线程池使用有限的最大线程数时该队列可以帮助保护资源枯竭，但它更难协调和控制。队列大小和最大线程数在性能上可以互相交换：使用大队列和小线程池会降低CPU使用和OS资源与上下文切换开销，但会导致人为降低吞吐量，如果任务频繁阻塞，系统的线程调度时间会超过我们的允许值；如果使用小队列大池，这将会使CPU较为繁忙但会出现难以接受的调度开销，这也会导致降低吞吐量。