java線程池通過預(yù)先創(chuàng)建線程提升并發(fā)效率，避免頻繁創(chuàng)建銷毀開銷。1. 使用executors工廠類可快速創(chuàng)建預(yù)定義線程池：newfixedthreadpool適用于任務(wù)量穩(wěn)定的場景；newcachedthreadpool適合任務(wù)量不確定但執(zhí)行時間短的場景；newsinglethreadexecutor用于順序執(zhí)行任務(wù)；newscheduledthreadpool適合周期性任務(wù)。2. 使用threadpoolexecutor可精細(xì)配置：需設(shè)置corepoolsize、maximumpoolsize、keepalivetime、workqueue及handler等參數(shù)。3. 線程池大小應(yīng)根據(jù)cpu核心數(shù)、任務(wù)類型和io占比合理設(shè)置，常用公式為線程數(shù)=cpu核心數(shù)*(1+io耗時占比)。4. 異常處理可通過任務(wù)內(nèi)部捕獲、future檢查或自定義uncaughtexceptionhandler實現(xiàn)。5. 通過getpoolsize()、getactivecount()等方法監(jiān)控線程池狀態(tài)以進(jìn)行調(diào)優(yōu)。
Java線程池的創(chuàng)建，本質(zhì)上是在資源可控的前提下，提升并發(fā)處理效率。簡單來說，就是預(yù)先創(chuàng)建一些線程，任務(wù)來了直接用，用完放回去，避免頻繁創(chuàng)建銷毀線程的開銷。
解決方案
Java提供了ExecutorService接口和ThreadPoolExecutor類來實現(xiàn)線程池。最常用的方式是通過Executors工廠類來創(chuàng)建幾種預(yù)定義的線程池，當(dāng)然，也可以直接使用ThreadPoolExecutor進(jìn)行更精細(xì)的配置。
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使用Executors工廠類：
Executors提供了以下幾種常用的線程池：
- newFixedThreadPool(int nThreads)：創(chuàng)建一個固定大小的線程池，核心線程數(shù)和最大線程數(shù)相等，沒有超時機(jī)制。適合任務(wù)量穩(wěn)定，需要快速響應(yīng)的場景。
- newCachedThreadPool()：創(chuàng)建一個可緩存的線程池，線程數(shù)可以無限擴(kuò)展，當(dāng)線程空閑超過60秒時會被回收。適合任務(wù)量不確定，但每個任務(wù)執(zhí)行時間較短的場景。
- newSingleThreadExecutor()：創(chuàng)建一個單線程的線程池，所有任務(wù)按照FIFO的順序執(zhí)行。適合需要保證任務(wù)順序執(zhí)行的場景。
- newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：創(chuàng)建一個可以執(zhí)行定時任務(wù)的線程池。適合需要周期性執(zhí)行任務(wù)的場景。
示例：
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10); for (int i = 0; i < 100; i++) { executor.execute(new Task(i)); } executor.shutdown(); // 任務(wù)提交完畢后，關(guān)閉線程池這里創(chuàng)建了一個固定大小為10的線程池，然后提交了100個任務(wù)。executor.shutdown()用于平滑關(guān)閉線程池，不再接受新的任務(wù)，但會等待已提交的任務(wù)執(zhí)行完成。如果不調(diào)用shutdown()，程序可能不會正常退出。
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使用ThreadPoolExecutor類：
ThreadPoolExecutor提供了更靈活的配置選項，可以根據(jù)實際需求進(jìn)行定制。
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor( 5, // corePoolSize：核心線程數(shù) 10, // maximumPoolSize：最大線程數(shù) 60L, // keepAliveTime：線程空閑時間 TimeUnit.SECONDS, // unit：時間單位 new LinkedBlockingQueue<Runnable>(100), // workQueue：任務(wù)隊列 new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // handler：拒絕策略 );
- corePoolSize：核心線程數(shù)，即使沒有任務(wù)也會保持存活的線程數(shù)。
- maximumPoolSize：最大線程數(shù)，當(dāng)任務(wù)隊列滿了之后，會創(chuàng)建新的線程來執(zhí)行任務(wù)，直到達(dá)到最大線程數(shù)。
- keepAliveTime：線程空閑時間，當(dāng)線程空閑時間超過這個值時，會被回收。
- unit：時間單位，例如TimeUnit.SECONDS。
- workQueue：任務(wù)隊列，用于存放等待執(zhí)行的任務(wù)。常用的隊列有LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、SynchronousQueue等。
- handler：拒絕策略，當(dāng)任務(wù)隊列滿了且線程數(shù)達(dá)到最大線程數(shù)時，會執(zhí)行拒絕策略。常用的策略有AbortPolicy（拋出異常）、CallerRunsPolicy（由調(diào)用線程執(zhí)行任務(wù)）、DiscardPolicy（丟棄任務(wù)）、DiscardOldestPolicy（丟棄隊列中最老的任務(wù)）。
選擇合適的參數(shù)非常重要，例如，如果任務(wù)隊列設(shè)置過小，容易導(dǎo)致拒絕策略被頻繁觸發(fā)；如果最大線程數(shù)設(shè)置過大，可能會消耗過多的系統(tǒng)資源。
四種線程池的適用場景
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FixedThreadPool: 適合處理CPU密集型任務(wù)，或者對響應(yīng)時間有嚴(yán)格要求的場景。因為線程數(shù)固定，可以避免頻繁的線程創(chuàng)建和銷毀開銷。想象一下，一個服務(wù)器需要快速響應(yīng)客戶端的請求，就可以使用FixedThreadPool。
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CachedThreadPool: 適合處理大量的、耗時短的任務(wù)。線程可以動態(tài)擴(kuò)展，避免了線程阻塞，提高了吞吐量。例如，處理大量的http請求，每個請求的處理時間都很短。
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SingleThreadExecutor: 適合需要保證任務(wù)順序執(zhí)行的場景，例如，處理消息隊列中的消息，需要按照消息的順序進(jìn)行處理。
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ScheduledThreadPool: 適合需要周期性執(zhí)行任務(wù)的場景，例如，定時備份數(shù)據(jù)庫，或者定時發(fā)送心跳包。
如何選擇合適的線程池大小？
選擇合適的線程池大小，需要綜合考慮CPU核心數(shù)、任務(wù)類型、IO密集程度等因素。一個常用的公式是：
線程數(shù) = CPU核心數(shù) * (1 + IO耗時占比)
如果任務(wù)是CPU密集型的，IO耗時占比接近于0，那么線程數(shù)可以設(shè)置為CPU核心數(shù)。如果任務(wù)是IO密集型的，IO耗時占比很高，那么線程數(shù)可以設(shè)置得比CPU核心數(shù)大一些。
線程池的異常處理？
在線程池中執(zhí)行任務(wù)時，如果任務(wù)拋出異常，默認(rèn)情況下，線程池會忽略這個異常，導(dǎo)致任務(wù)執(zhí)行失敗。為了更好地處理異常，可以使用以下幾種方式：
- 在任務(wù)內(nèi)部捕獲異常，并進(jìn)行處理。
- 使用Future來獲取任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果，并檢查是否拋出異常。
- 自定義ThreadFactory，在創(chuàng)建線程時設(shè)置UncaughtExceptionHandler，用于捕獲未捕獲的異常。
線程池的監(jiān)控和調(diào)優(yōu)？
可以使用ThreadPoolExecutor提供的方法來監(jiān)控線程池的狀態(tài)，例如：
- getPoolSize()：獲取線程池中的線程數(shù)。
- getActiveCount()：獲取正在執(zhí)行任務(wù)的線程數(shù)。
- getQueue().size()：獲取任務(wù)隊列中的任務(wù)數(shù)。
- getCompletedTaskCount()：獲取已完成的任務(wù)數(shù)。
通過監(jiān)控這些指標(biāo)，可以了解線程池的運行狀態(tài)，并根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)優(yōu)，例如，調(diào)整線程池的大小、任務(wù)隊列的大小、拒絕策略等。
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