java线程池

Java线程池是多线程编程中的核心组件，能够有效管理线程资源、提升系统性能。

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一、为什么需要线程池？

1. 降低资源消耗：避免频繁创建/销毁线程的开销
2. 提高响应速度：任务到达时直接使用可用线程
3. 统一管理：控制并发数量，避免资源耗尽
4. 提供扩展性：支持任务队列、拒绝策略等灵活配置

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二、核心实现类 ThreadPoolExecutor

//线程池三种常见的分类,三者底层都是通过new ThreadPoolExecutors()来实现的
public class ThreadPoolDemo1{
    public static void main(String[] args) {
        //1. 一池5线程
        ExecutorService threadPool1 = Executors.newFixedThreadPool(5);
        //2. 一池一线程
        ExecutorService threadPool2 = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //3. 一池可扩容线程
        ExecutorService threadPool3 = Executors.newCachedThreadPool();
        try{
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                threadPool1.execute(() -> {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "办理业务");
                });
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //关闭线程池(不关闭的话，程序一直运行下去)
            threadPool1.shutdown();
        }
    }
}

public ThreadPoolExecutor(
    int corePoolSize,
    int maximumPoolSize,
    long keepAliveTime,
    TimeUnit unit,
    BlockingQueue<Runnable> workQueue,
    ThreadFactory threadFactory,
    RejectedExecutionHandler handler
)

核心参数解析

参数	说明
corePoolSize	核心线程数（长期保留的线程）
maximumPoolSize	最大线程数（包括核心线程和非核心线程）
keepAliveTime	非核心线程的空闲存活时间
unit	时间单位（TimeUnit.SECONDS等）
workQueue	任务队列（BlockingQueue实现）
threadFactory	线程创建工厂（可自定义线程名称、优先级等）
handler	拒绝策略（当队列和线程池满时的处理策略）

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三、线程池工作流程

1. 提交任务时，优先使用核心线程执行
2. 核心线程已满 → 任务进入阻塞队列等待
3. 队列已满 → 创建非核心线程执行任务（直到达到最大线程数）
4. 超过最大线程数 → 触发拒绝策略

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四、拒绝策略（RejectedExecutionHandler）

1. AbortPolicy（默认）：抛出RejectedExecutionException
2. CallerRunsPolicy：由提交任务的线程直接执行
3. DiscardPolicy：静默丢弃被拒绝的任务
4. DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最旧的任务，重试提交当前任务

// 自定义拒绝策略示例
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() {
    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        // 自定义处理逻辑
    }
}

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五、Executors工具类预定义线程池

方法	特点	潜在问题
newFixedThreadPool	固定线程数，无界队列	可能堆积大量任务导致OOM
newCachedThreadPool	线程数无限制（60秒回收），适合短时异步任务	可能创建过多线程导致资源耗尽
newSingleThreadExecutor	单线程，保证任务顺序执行	无界队列有OOM风险
newScheduledThreadPool	支持定时/周期性任务	复杂任务需谨慎使用

建议：生产环境推荐手动配置ThreadPoolExecutor参数

//自定义线程池
public class ThreadPoolDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                5,
                1L,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(3),
                //线程池的默认的工厂
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
        );
    }
}

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六、线程池状态管理

1. RUNNING：接受新任务，处理队列任务
2. SHUTDOWN：不接受新任务，继续处理队列任务
3. STOP：不接受新任务，不处理队列任务，中断进行中的任务
4. TIDYING：所有任务终止，workerCount=0
5. TERMINATED：terminated()方法执行完成

// 关闭线程池的正确方式
executor.shutdown();          // 优雅关闭
executor.shutdownNow();       // 立即中断（慎用）

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七、最佳实践

1. 合理配置参数
   • CPU密集型任务：corePoolSize = CPU核心数
   • IO密集型任务：corePoolSize = CPU核心数 * 2
2. 使用有界队列（如ArrayBlockingQueue）避免OOM
3. 自定义线程名称（通过ThreadFactory）方便问题排查
4. 监控线程池状态（通过重写beforeExecute/afterExecute）
5. 处理未捕获异常

executor.setRejectedExecutionHandler((r, e) -> 
    System.out.println("Task rejected: " + r));

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八、常见问题

1. 线程泄漏：忘记关闭线程池 → 使用try-with-resources或finally块
2. 任务堆积：合理设置队列容量和拒绝策略
3. 上下文切换开销：避免过度配置线程数