深入理解 Java 线程池

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来源：虾扯人生

今天写代码的时候，用到了线程池，但是由于资源有限，有可能有的任务可能会被丢弃，由于是回调第三方接口，所以我想把丢弃掉的任务信息记录到日志里，方便后续问题定位。这就需要自定义任务拒绝策略。回想到面试遇到的一些线程池问题，决定整理一下相关信息，所以这篇文章就诞生了。

一、如何构建线程池?

我相信多数用过线程池的Java程序员都用过Executors来创建线程池，该类提供了几个静态方法，可以快速创建线程池。

如上图所示，可以创建四种类型的线程池

• 固定线程数量的线程池。

• 根据需要创建线程的线程池。

• 执行定时任务的线程池。

• 单个线程的线程池。

多数情况下，这几种类型的线程池就能满足我们的需要。但是实际上还有一个创建线程池的方法那就是手动构造线程池（ThreadPoolExecutor）

二、ThreadPoolExecutor

如果你去看一下前面提到的Executors的几个静态方法的实现，你会发现他们其实就用到了ThreadPoolExecutor，只是根据不同的场景传入了不同的参数。完整的ThreadPoolExecutor总共有七个参数 如图

• corePoolSize。核心线程数

• maximumPoolSize。最大线程数

• keepAliveTime。线程存活时间

• unit。 存活时间的单位

• workQueue。 工作队列

• threadFactory。构造线程池中线程的工厂

• handler。任务不能被处理时的拒绝策略

三、工作原理（流程）

上面列出的 几个参数，我虽然都给了中文解释，但是如果不结合原理来描述一下他们的具体作用，有些参数我感觉还是不好理解。所以这里就把线程池工作原理和参数一起讲。

• 提交任务的时候，判断当前线程池中的存活线程数量是否小于corePoolSize

• 如果小于corePoolSize，则不管是否有线程处于空闲状态，都会新建一个线程。

• 如果线程数量已经达到corePoolSize，则将任务扔进队列workQueue

• 随着任务越来越多，队列可能已经满了，则需要看当前线程是否已经达到了maximumPoolSize，如果没有达到，则创建新的线程，并用它执行该任务。

• 最坏情况，任务实在太多了，队列已经满了，而线程数量已经达到maximumPoolSize,还有新的任务来，说白了，就是已经满负荷了，任然还有任务需要执行，这个时候就会handler来处理该任务了。

整个工作原理就这样了，标红部分尤其重要，面试稍微深入一点，肯定就会问到这个，一定记住，是先将任务扔进队列，队列满了之后才会继续考虑创建线程。至于为什么要这样设计，可以想一想，想不通可以给我发消息。整个原理说下来，还有3个参数没有提到，这里再说明一下他们的作用

• keepAliveTime。如我们所知，使用线程池的目的就是为了减少线程的创建，因为创建线程本身是比较耗资源的。由于线程本身需要占用资源，有一种情况就是，某个时候线程数量比较多，但是任务没有多少，就会出现有的线程没有活干，所以我们就可以考虑释放掉其资源，但是呢，我们又无法预知未来的任务量，所以我们就准许其空闲一段时间，如果过了这段时间都还是空闲的，那么就会释放掉其资源（就像在公司上班，可能有段时间没活干，老板可能并不会让你走，要是长时间没活干，老板可能就为了节约成本，要裁员了），这个参数就是用指定这段空闲时间的。默认情况下是有超过corePoolSize个线程时，就会用到该值， 但是也可以指定corePoolSize数量之内的线程空闲时是否释放资源（allowCoreThreadTimeout）。（就类似默认情况下，公司肯定只会裁掉非核心员工，但是实在混不走的时候，核心员工可能也会被干掉）

• unit 这个参数很好理解，就是单位，就是前面keepAliveTime这个我们准许空闲的时间的单位

• factory .其类型为ThreadFactory，顾名思义，就是一个创建Thread的Factory. 该接口只有一个方法,产生一个Thread。通常情况下，我们都只需要使用默认的factory就可以了，但是为了定位问题方便，我们可以为线程池创建的线程设置一个名字，这样看日志的时候就比较方便了。

四、RejectExecutionHandler

这个拒绝策略有必要拿出来单独说一下，我今天就是实现了该接口，从而满足了业务需要。

为什么我需要自己实现该接口，而采用Executors静态方法时，并没有让传入该参数呢？实际上Jdk本身提供了四种策略，分别是

• AbortPolicy。会抛出异常

• CallerRunnerPolicy。在调用execute的方法中执行被拒绝的任务

• DiscardOldestPolicy。丢掉队列中最老的任务，然后重试

• DiscardPolicy。直接丢掉该任务

这四种策略是ThredPoolExecutor的内部类，实现都比较简单，有兴趣的可以看一下。我今天的实现方式也很简单，实际上就是在discardPolicy的基础上增加日志记录。

五、其他

前面说了其工作原理，但是看了一下源代码，其实和描述的原理并不完全一致。主要在处理队列大小的时候，主要是对正在运行的线程数量还个判断，不能超过指定的值，当然这个值比较大，我们一般不会达到这个值，至于具体原因我也么去继续深入研究。

其次就是参数设置，可能需要具体业务场景，任务数量，任务执行速度来调整，并没有一个固定的值。只是记得一定要设置队列大小，不然就使用了一个无界队列，可能就是会内存爆掉。

实际使用场景下，还有一些可以优化的地方，比如对不同类型的任务创建不同的线程池， 比如有的线程比较耗时，有的很快，如果放在同一个线程池里面执行，可能导致队列很快就满了，本来该很快执行完的任务却一直得不到执行。

另外还有ThreadPoolExecutor还提供了一些hook方法，如有需要可以使用

• beforeExecute()  任务执行之前调用

• afterExecute() 任务执行之后调用

虽然有点标题党，说是深入理解，其实也并不是特别深入，但是基本上这篇文章的内容掌握过后，个人觉得起码90%以上的问题都能对答如流了。还有10%在哪里？ 可以去看一下newCachedThreadPool的实现，他使用的队列不一样。还有就是想一想，如果实现线程存活的功能，让自己实现，怎么来做。另外可能就是真的需要去看一下源码，把具体的worker创建运行过程都搞透彻了。

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