线程池原理解析

1、为什么要用线程池，线程池的作用（意义），如果使用线程池会有什么好处，说说你对线程池的了解？

创建和销毁线程的代价是很大的，线程不像创建普通object对象那样，在堆中分配点内存就好了的，在new Thread的时候，是先分配内存，但是并没有创建线程，当调用线程的start方法的时候，会通过cpu指令创建一个线程。所以，频繁的创建线程、销毁线程的代价是很大的，会导致系统性能下降。还有，如果频繁创建线程，不加以管理，会导致系统线程过多，影响系统运行。

如果用线程池，指定线程数量，线程池会帮助我们管理线程，我们使用线程可以从线程池获取一个线程，线程干完活，在放回池子里，不会销毁。而且有线程池管理线程，能有效控制线程的数量，不会导致系统创建过多的线程。

创建和销毁线程的代价是很大
能有效控制线程的数量，不会导致系统创建过多的线程。

2、线程池的内部结构（组成）？

Java线程池包含4个部分，线程池的工作原理，是生产者消费者模式的

（1）线程池管理器（ThreadPool）：就是负责创建和销毁线程池的

（2）工作线程（PoolWorker）：就是线程池中的一个线程

（3）工作任务（Task）：这个就是线程池里的某个线程需要执行的业务代码，这个是你自己编写的业务逻辑

（4）任务队列（TaskQueue）：这个是扔到线程池里的任务需要进行排队，要进任务队列

3、常用的线程池有哪些？

（1）SingleThreadExecutor（单线程线程池，很少用 -> 自己做一个内存队列 -> 启动后台线程去消费）

里面就一个线程，慢慢消费

（2）FixedThreadExecutor（固定数量线程池）：比如说，线程池里面固定就100个线程，超过这个线程数就到队列里面去排队等待

（3）CachedThreadExecutor（自动回收空闲线程，根据需要自动新增线程，传说中的无界线程池？？？真的无限界吗？）：无论有多少任务，根据你的需要，无限制的创建任意多的线程，在最短的时间内来满足你，但是高峰过去之后，如果有大量的线程处于空闲状态，没有活儿可以干，等待60s之后空闲的线程就被销毁了

（4）ScheduledThreadExecutor（线程数量无限制，支持定时调度执行某个线程）：提交一个任务，对于这个任务不是立马执行的，是可以设定一个定时调度的逻辑，比如说每隔60s执行一次，这个一般不用，一般来说就用spring schedule的支持

一般其实最常用的是 FixedThreadExecutor 和 CachedThreadExecutor

4、线程池有哪些常用的API？

（1）Executor：代表线程池的接口，有个execute()方法，扔进去一个Runnable类型对象，就可以分配一个线程给你执行

（2）ExecutorService：这是Executor的子接口，相当于是一个线程池的接口，有销毁线程池等方法

-> ExecutorService就代表了一个线程池管理器，会负责管理线程池 ->负责线程的创建和销毁 -> 队列排队

（3）Executors：线程池的辅助工具类，辅助入口类，可以通过Executors来快捷的创建你需要的线程池。

创建线程池的入口类，包含newSingleThreadExecutor()、newCachedThreadPool()、newScheduleThreadPool()、newFixedThreadPool()，这些方法，就是可以让你创建不同的线程池出来

（4）ThreadPoolExecutor：这是ExecutorService的实现类，这才是正儿八经代表一个线程池的类，一般在Executors里创建线程池的时候，内部都是直接创建一个ThreadPoolExecutor的实例对象返回的，然后同时给设置了各种默认参数。

如果我们要创建一个线程池，两种方式，要么就是Executors.newXX()方法，快捷的创建一个线程池出来，线程池的所有参数设置都采取默认的方式；要么是自己手动构建一个ThreadPoolExecutor的一个对象，所有的线程池的参数，都可以自己手动来调整和设置

5、用executor怎么创建线程池，怎么用的？

源码：

Executors使用：

6、说一下线程池配置的几个参数？

3.3 线程池的构造参数和真正的工作原理

ThreadPoolExecutor就是线程池，那么这个类的构造函数的所有入参，就是你可以设置的参数，我们来解释一下这些参数吧

corePoolSize：线程池里的核心线程数量

maximumPoolSize：线程池里允许有的最大线程数量

keepAliveTime：如果线程数量大于corePoolSize的时候，多出来的线程会等待指定的时间之后就被释放掉，这个就是用来设置空闲线程等待时间的

unit：这个是上面那个keepAliveTime的单位

workQueue：这个是说，通过ThreadPoolExecutor.execute()方法扔进来的Runnable工作任务，如果所有线程都繁忙，会进入一个队列里面去排队，这就是那个队列

threadFactory：如果需要创建新的线程放入线程池的时候，就是通过这个线程工厂来创建的

handler：假如说上面那个workQueue是有固定大小的，如果往队列里扔的任务数量超过了队列大小，咋办？就用这个handler来处理，
- AbortPolicy、
- DiscardPolicy、
- DiscardOldestPolicy，
- 默认：如果说线程都繁忙，队列还满了，此时就会报错，RejectException

7、结合线程池的参数，说说线程池的工作原理？线程池启动线程的原理（说说线程池的底层原理）？

上来就画图

然后假设参数是这些

注意：队列大小可以自己设置，如果不设置，那大小就是（核心线程数+最大线程数）

总结一下下面这些话：总的来说，就是先创建线程到核心线程数，然后再把队列塞满（放四个还是放2个（队列+核心线程数）??https://blog.csdn.net/shixing_11/article/details/7109471），如果队列满了，再来任务，就再创建线程（最多可以创建，最大线程数 - 核心线程数），这时候创建的几个线程如果长时间不工作是要回收的。如果线程总数达到了最大线程数，而且，队列满了，那就走handler的策略，默认抛出rejectExectorException

（1）一开始线程池里的线程是空的，一个都没有。

有一个变量维护的是当前线程数量，这个变量是poolSize，poolSize = 0，

如果当前线程的数量小于corePoolSize（2），poolSize < corePoolSize，

那么来了一个任务优先创建线程，直到线程池里的线程数量跟corePoolSize一样；

poolSize = 1，poolSize < corePoolSize（2），又创建一个线程来处理这个任务；poolSize = 2

（2）如果当前线程池的线程数量（poolSize = 2）大于等于corePoolSize（2）的时候，而且任务队列没满（最大大小是4，但是当前元素数量是0），那么就扔到任务队列里去

（3）如果当前线程池的线程数量大于等于corePoolSize的时候，而且任务队列满了（不一定是4，可以自己设置）（最大大小是4，当前已经放了4个元素了，已经满了），那么如果当前线程数量小于最大线程数（poolSize = 2，maimumPoolSize = 4，poolSize < maximumPoolSize），就继续创建线程；poolSize = 3，提交了一个任务，poolSize >= corePoolSize，任务队列满，poolSize < maximumPoolSize，再次创建一个任务

（4）如果此时poolSize >= corePoolSize，任务队列满，poolSize == maximumPoolSize，此时再次提交一个任务，当前线程数已经达到了最大线程数了，那么就使用handler来处理，默认是抛出异常，ThreadPoolRejectExeception

（5）此时线程池里有4个线程，都处于空闲状态，corePoolSize指定的是就2个线程就可以了，但是此时超过了corePoolSize 2个线程，所以如果那超出的2个线程空闲时间超过了60s，然后线程池就会将超出的2个线程给回收掉

如何设置池的这些参数？先来看看创建线程池的默认代码

其实上面都说过了，啥时候会创建新线程？其实就是线程数没到corePoolSize的时候，会创建线程；接着就是任务队列满了，但是线程数小于maximumPoolSize的时候，也会创建线程；创建的时候通过threadFactory来创建即可

7、线程池队列满的时候怎么处理（FixedThreadPool满了之后会怎么办）？

如上个问题，如果队列满了，就会创建新的线程，如果最大线程数比核心线程数大的话，然后等线程池中的线程数量达到最大数量了，并且队列也满了，那就抛异常（也可以选择别的策略）RejectExectingException

8、FixedThreadPool 的工作原理?

源码：

（1）核心线程数，等于最大线程数

（2）超时时间（根本不会超时，因为都是核心线程，所以就写个0L）

（3）创建了一个 LinkedBlockingQueue 无界队列，只要有任务就会往队列里加，知道内存溢出

9、CachedThreadPool的工作原理

源码：

（1）corePoolSize = 0，maximumPoolSize = 最大值（无限大），keepAliveTime = 60s，workQueue=SynchronousQueue

（2）SynchronousQueue（实际上没有存储数据的空闲，是用来做多线程通信之间的协调作用的），一开始提交一个任务过来，要求线程池里必须有一个线程对应可以处理这个任务，但是此时一个线程都没有，poolSize >= corePoolSize , workQueue已经满了，poolSize < maximumPoolSize（最大值），直接就会创建一个新的线程来处理这个任务

（3）如果短期内有大量的任务都涌进来，实际上是走一个直接提交的思路，对每个任务，如果没法找到一个空闲的线程来处理它，那么就会立即创建一个新的线程出来，来处理这个新提交的任务

（4）短时间内，如果大量的任务涌入，可能会导致瞬间创建出来几百个线程，几千个线程，是不固定的

（5）但是当这些线程工作完一段时间之后，就会处于空闲状态，就会看超过60s的空闲，就会直接将空闲的线程给释放掉

10、FixedThreadPool 和 CachcedThreadPool 的区别

把上面那个说一下，然后加上下面这些

（1）FixedThreadPool：线程数量是固定的，如果所有线程都繁忙，后续任务全部在一个无界队列里面排队，无限任务来排队，直到内存溢出

（2）CachcedThreadPool：线程数量是不固定的，如果一下子涌入大量任务，没有空闲线程，那么就创建新的线程来处理；如果有空闲线程，就是一个任务配对一个空闲线程来处理；如果线程空闲时间超过60s，就给回收掉空闲线程，线程大小无限大有点不靠谱，容易挂。4核8G的虚拟机，100个线程就差不多了，cpu可能就快达到了70%，80%

11、不同线程池的使用场景是什么？

FixedThreadPool：比较适用于什么场景呢？负载比较重，而且负载比较稳定的这么一个场景，我给大家来举个例子，我们之前线上有一套系统，负载比较重，后台系统，每分钟要执行几百个复杂的大SQL，就是用FixedThreadPool是最合适的。

因为负载稳定，所以一般来说，不会出现说突然瞬间涌入大量的请求，100个线程处理不过来，然后就直接无限制的排队，然后oom内存溢出，死了

CachedThreadPool：负载很稳定的场景，用CachedThreadPool就浪费了；每天大部分时候可能就是负载很低的，CachedThreadPool，用少量的线程就可以满足低负载，不会给系统引入太大的压力；但是每天如果有少量的高峰期，比如说中午或者是晚上，高峰期可能需要一下子搞几百个线程出来，那么CachedThreadPool就可以满足这个场景；高峰期应付过去之后，线程如果处于空闲状态超过60s，自动回收空闲线程，避免给系统带来过大的负载

12、说一下该如何设置线程池的参数，设置多大合适？

（处理时间，如：100ms）* 任务总数（100） = 10（100个任务要10s）

如果想在1s内处理完 100 个任务，那就要有10个线程，如果想在2s内处理完，那就设置5个线程

核心线程数可以考虑一天请求量的平均值，算出来一个

最大线程数，可以根据高峰时段的请求数，算出来一个
超时间是一般设置60s左右就行
队列的话，可以自己设置个有界队列ArrayBlockingQueue，如果使用无界队列容易内存溢出，配合自己写的handler策略
handler的话，可以自己实现这个接口，写一个自己类似降级的逻辑，传给线程池，比如说如果发生意外，队列满了，那就走handler里的逻辑，离线存储，（然后自己写个线程，扫描mysql的handler的那个表，执行）。

4核8G的虚拟机，100个线程就差不多了，cpu可能就快达到了70%，80%

13、线程池被关闭的方式有哪几种？