Java并发与面试-每日必看（12）-优快云博客

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前言

Java不秃，面试不慌！
欢迎来到这片 Java修炼场！这里没有枯燥的教科书，只有每日一更的硬核知识+幽默吐槽，让你在欢笑中掌握 Java基础、算法、面试套路，摆脱“写代码如写诗、看代码如看天书”的困境。

线程池的工作原理

想象一下，你家开了家网红奶茶店，店名就叫 “线程池奶茶铺”。这个奶茶店可是智能化运营的，雇了几个灵活的员工（线程），还配了个点单小助手（任务队列），再加上你这位店长（线程池管理者）掌控全局。

让我们看看这家奶茶店是怎么应对高峰期和淡季的吧：

☕ 1. 先雇几个基础员工（corePoolSize）

奶茶店刚开业时，老板（你）决定至少雇 3 个固定员工（corePoolSize），哪怕没人来买奶茶，他们也得在店里坐着，保证“来了就能干活”。

ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
    3, // corePoolSize
    5, // maximumPoolSize
    10, // keepAliveTime
    TimeUnit.SECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<>(2)
);

🧋 2. 订单多了，先排队（任务队列 workQueue）

生意开始火了起来，顾客络绎不绝。3 个员工忙不过来了，但好在你有个点单小助手，把新来的订单先记在本子上（任务队列）。

翻译过来就是：
只要本子没写满（workQueue未满），就不用急着招新人，员工们可以按顺序完成订单。

比喻：

顾客来了说：“我要一杯珍珠奶茶！” 小助手说：“好勒！先记下来了，等忙完就做！”

🍹 3. 本子写满了，赶紧找临时工（maximumPoolSize）

突然，一个网红博主推荐了你家店，顾客排起长队。本子也记满了（队列满），你这才慌了，赶紧打电话给兼职群：“谁有空来奶茶铺打工？工资日结！”

当线程数 < maximumPoolSize，线程池会再雇些“临时工”来应对高峰。（这是队列满的前提下）

就像：

原来 3 个员工全力干活，本子上 2 个订单排队，结果来了 20 个顾客，直接再加 2 名临时工顶上，最大能加到 5 个。

🧨 4. 再忙也招不动了，咋办？（拒绝策略 handler）

如果你已经雇满了 5 个人，本子也记满了，这时候再来顾客，怎么办？
这时候就看你咋拒绝了，通常有以下几种拒绝策略：

老板摆烂法（AbortPolicy）：直接告诉顾客“对不起，做不出来了”，然后抛异常。
丢掉最老的（DiscardOldestPolicy）：告诉点单小助手“把最早记下的订单撕了吧，优先处理新订单”。
悄悄丢掉新来的（DiscardPolicy）：新来的顾客只能看着菜单流泪而去。
自己动手丰衣足食（CallerRunsPolicy）：让顾客自己动手做自己的奶茶。

🌸 5. 淡季来了，临时工该走走了（keepAliveTime）

旺季过去了，订单变少了，兼职工们也没啥事干了。你设置了个规则：

“如果 10 秒钟都没人点单，临时工就自动下班。”

于是，临时工们一个个拍拍屁股走人，店里又回归到 3 个固定员工的状态。

简而言之：

3 个固定工人：最少线程数。
排队机制：能排队就不着急招人。
高峰临时工：队列满了，再加人，最多加到 maximumPoolSize。
忙不过来了的应对策略：要么拒绝、要么丢订单、要么让顾客自助。
临时工按需解散：空闲太久就“回家躺平”。

阻塞队列的作用——奶茶店扩容的秘密武器

还记得我们之前聊的 “线程池奶茶铺” 吗？现在咱们要揭秘一个幕后英雄：阻塞队列。这玩意就像奶茶店里的点单小助手，但它不只是简单记账，它还有独特的“智慧”和“耐心”。

🧠 阻塞队列到底有啥用？

阻塞队列 = 一个既能存单又能管理员工节奏的智能本子。

想象一下，你的奶茶店高峰期来了——顾客像潮水一样涌进来。你有 3 个固定员工（corePoolSize），全力以赴地在摇奶茶，但订单还是接连不断。这时候，阻塞队列就开始展现它的魔力了。

🎯 1. 阻塞=“慢慢来，别慌！”

当顾客蜂拥而至时，阻塞队列会说：

“别慌！先让我把这些订单都记在本子上，员工们干完手头活后会继续处理的。”

通俗解释：

如果顾客少，队列就闲着，员工甚至可以打会儿瞌睡（线程进入wait状态，释放CPU资源）。
如果顾客多，队列就顶上，帮你缓冲住这波流量。只要队列没写满，就不用立刻扩招。

🤹 2. 为什么先排队不先扩招？

你可能想问：“为啥不直接招人？人多力量大啊！”

原因1：扩招有“管理成本”
雇人可不是拍拍脑袋就行。每次新招一个线程，都得加锁（全局锁），这会让程序效率下降。就像每次找兼职时，经理都得停下手头工作，去审核简历。

原因2：排队比扩招便宜
订单多？先堆到本子上！员工们干完手头活就接着处理新的订单，没必要每来一个新顾客就立刻扩招。

就像地铁上：先让大家往里挤一挤，总比一开始就加派新车厢高效。

🧨 3. 任务真的太多了咋办？

订单排到第 5 页了，队列也写满了，怎么办？这时候领导就得思考“扩编”了：

先找临时工（线程数 > corePoolSize）。
如果连临时工都顶不住，才开始拒绝新订单。

// 线程池初始化
ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
    3,    // corePoolSize：固定员工数3个
    6,    // maximumPoolSize：最多雇6个（包含临时工）
    10,   // keepAliveTime：临时工超过10s没活干就下班
    TimeUnit.SECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<>(5) // 队列最多记5个订单
);

// 提交任务模拟顾客下单
for (int i = 1; i <= 15; i++) {
    int orderNum = i;
    pool.execute(() -> {
        System.out.println("正在处理订单 " + orderNum);
        try {
            Thread.sleep(2000); // 模拟奶茶制作耗时
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}
pool.shutdown();

🌀 线程池的线程复用原理——打破“一次性工人”魔咒

🎯 以前的世界：一人干一活，干完就走

在没有线程池的原始时代，创建一个线程（Thread），就像雇一个临时奶茶工。每次来一单，咱就得新招一人，干完活就让他走人。

这意味着："每单一工"。人力成本高，管理混乱，CPU浪费得不行。

// 原始的线程使用方式
Thread thread = new Thread(() -> {
    System.out.println("做一杯奶茶...");
});
thread.start();

缺点：

来一单就招一个人，开销大。
招了就走，后续再来单还得重新招，毫无复用。

这不就像每次卖奶茶都重新招聘员工一样吗？完全不划算！

🌈 线程池：员工不走，订单不断

线程池是个什么鬼？它打破了“一个任务=一个线程”的魔咒，改用 “少数员工轮流干活” 的模式。

核心秘诀：

先雇固定数量的员工（线程）。
这些员工不是干完就走，而是一直待在店里。
只要本子上（阻塞队列）有新订单，他们就从本子上取出来继续干。
没订单时，员工就打瞌睡（wait），有订单时再醒来干活（notify）。

⚙️ 底层原理揭秘

每个线程池里的员工，干的其实是一个“死循环任务”：
“只要店里没关门，就一直看本子，谁的订单排在前面，就接着干。”

翻译成人话：（并不是每次执⾏任务都会调⽤ Thread.start() 来创建新线程，⽽是让每个线程去执⾏⼀个“循环任务”，在这个“循环任务”中不停检查是否有任务需要被执⾏，如果有则直接执⾏，也就是调⽤任务中的 run ⽅法）

class Worker implements Runnable {
    private BlockingQueue<Runnable> taskQueue;

    public Worker(BlockingQueue<Runnable> queue) {
        this.taskQueue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                // 从队列中拿任务，队列为空时自动阻塞
                Runnable task = taskQueue.take();
                task.run(); // 直接调用任务的run方法
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("线程被中断，准备下班！");
                break;
            }
        }
    }
}

解释：