线程池相关八股

1. 线程池的执行流程

1. 创建的线程池通过submit()或者execute()方法提交任务,其中execute()方法为void类型，参数为Runnable类型，不需要返回值；submit方法为Future类型，有返回值和类型，其参数submit(Callable task) 或者 submit(Runnable task, T result) 或者 submit(Runnable task)
2. 线程池首先创建核心线程来执行任务
3. 如果核心线程都在执行任务，并且有新任务需要执行，则放入阻塞队列中
4. 如果阻塞队列满了，则开启其他非核心线程进行任务，前提不超过设置的最大线程数
5. 若线程数量已经到达最大线程数，且阻塞队列已经满了，则执行拒绝策略。

2. 线程池的核心参数

通过查看源码可知，ThreadPoolExecutor的构造方法一共四个，但是都包括了核心的五大参数：核心线程数、最大线程数、非核心线程的存活时间、时间单位、阻塞队列

还有两个参数分别是线程工厂和拒绝策略

3. 线程池的拒绝策略

线程池主要有四大拒绝策略：

1. ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：直接丢弃策略
2. ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最早的任务
3. ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：抛出异常RejectedExecutionException
4. ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy： 调用者执行

那么如何选择对应的淘汰策略呢？

• 线程池默认拒绝策略是抛出异常策略，适用于希望立即得知线程池无法处理更多任务的场景，例如高可靠性系统，要求开发者显式地处理任务拒绝情况。

  ​ 具体场景：在银行交易系统中，每个交易请求都需要保证被处理。如果线程池无法接受更多的交易任务，这可能意味着系统过载或出现问题。在这种情况下，立即抛出异常可以让开发者快速捕捉到问题，并采取相应措施（如扩展线程池、报警等），以确保交易请求不会丢失。

• 丢弃策略则允许有任务丢失的情况，适用于对任务执行要求不高的场景。

  ​ 具体场景: 在某些网络监控系统中，监控数据可能是每秒产生的高频率数据，这些数据可能仅在短时间内有用。如果系统过载，且未来数据会覆盖旧数据，可以选择 DiscardPolicy，直接丢弃无法处理的任务。这种情况下丢失部分数据是可以接受的，因为新的数据会迅速覆盖旧的数据。

• 调用者运行，适用于对任务执行有严格要求的场景，例如不允许丢失或失败的场景，对性能要求不高，或者适用于希望降低任务提交速率的场景。通过让提交任务的线程执行任务，可以减缓任务提交的速度，防止线程池过载。

  ​ 应用场景: 在一个高并发的日志记录系统中，日志数据的产生速度可能超过系统的处理能力。如果使用 CallerRunsPolicy，当线程池满了之后，提交日志的线程将自己执行记录任务。这种方式能够有效降低日志生成的速度，避免线程池过载，并确保日志不会丢失。

• 丢弃最旧，适用于需要保证最新任务优先处理的场景，特别是当系统对新任务有更高优先级要求时。

  ​ 应用场景: 在一个实时数据处理系统中，最新的数据通常比旧的数据更重要。比如股票行情系统，最新的行情数据最为关键。如果线程池任务满了，可以使用 DiscardOldestPolicy 丢弃最老的未处理数据，从而腾出空间处理最新的任务，确保系统能够尽快处理新产生的数据。

关于自定义拒绝策略：

需要实现RejectedExecutionHandler接口以及其唯一的方法rejectedExecution

public interface RejectedExecutionHandler {

    /**
     * Method that may be invoked by a {@link ThreadPoolExecutor} when
     * {@link ThreadPoolExecutor#execute execute} cannot accept a
     * task.  This may occur when no more threads or queue slots are
     * available because their bounds would be exceeded, or upon
     * shutdown of the Executor.
     *
     * <p>In the absence of other alternatives, the method may throw
     * an unchecked {@link RejectedExecutionException}, which will be
     * propagated to the caller of {@code execute}.
     *
     * @param r the runnable task requested to be executed
     * @param executor the executor attempting to execute this task
     * @throws RejectedExecutionException if there is no remedy
     */
    void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor);
}

其中r为待执行任务，executor为线程池。

例如可以自定义当队列满时，调用BlockingQueue.put来实现生产者的阻塞。

    new RejectedExecutionHandler() {
            @Override
            public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
                if (!executor.isShutdown()) {
                    try {
                        executor.getQueue().put(r);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // should not be interrupted
                    }
                }
            }
        };

4. 线程池的阻塞队列

ArrayBlockingQueue，有界队列，底层基于数组实现

LinkedBlockingQueue，无界队列，基于链表

DelayQueue，延迟队列

PriorityBlockingQueue，无界队列，有优先级

SynchronousQueue，无元素存储的阻塞队列