Java的线程池了解吗？

线程池介绍

什么是线程池

线程池是一种池化技术，用户预先创建并管理一组线程，避免频繁创建和销毁线程的开销，提高性能和响应速度

使用线程池的原因

1. 降低系统资源消耗：复用线程，不用重复创建，消耗资源
2. 提升系统响应速度：任务直接复用已有线程执行
3. 统一管理线程：可控制最大线程数、队列长度、拒绝策略

线程池参数配置

关键配置：核心线程数、最大线程数、空闲存活时间、工作队列、拒绝策略

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

• corePoolSize（核心线程数 => 正式员工数）：正常情况下，我们的系统应该能同时工作的线程数（随时就绪的状态）
• maximumPoolSize（最大线程数 => 哪怕任务再多，你也最多招这些人）：极限情况下，我们的线程池最多有多少个线程?
• keepAliveTime（空闲线程存活时间）：非核心线程在没有任务的情况下，过多久要删除（理解为开除临时工），从而释放无用的线程资源。
• TimeUnit unit（空闲线程存活时间的单位）：分钟、秒
• workQueue（工作队列）：用于存放给线程执行的任务，存在一个队列的长度（一定要设置，不要说队列长度无限，因为也会占用资源）
• threadFactory（线程工厂）：控制每个线程的生成、线程的属性（比如线程名）
• RejectedExecutionHandler（拒绝策略）：任务队列满的时候，我们采取什么措施，比如抛异常、不抛异常、自定义策略

常见工作队列类型

• SynchronousQueue：不存储任务，直接将任务提交给线程。
• LinkedBlockingQueue：链表结构的阻塞队列，大小无限。
• ArrayBlockingQueue：数组结构的有界阻塞队列。
• PriorityBlockingQueue：带优先级的无界阻塞队列。

拒绝策略

有四种拒绝策略：AbortPolicy, CallerRunsPolicy, DiscardOldestPolicy, DiscardPolicy

1、AbortPolicy（默认）

• 当任务队列满且没有线程空闲，此时添加任务会直接抛出RejectExecutionException错误，这也是默认的拒绝策略。
• 适用于必须通知调用者任务未能被执行场景

2、CallerRunsPolicy

• 当任务队列满且没有线程空闲，此时添加任务由即调用者线程执行，即调用者也就是发起任务的线程直接执行，而不是把任务丢弃或者抛出异常；
• 适用于希望通过减缓任务提交速度来稳定系统的场景。

3、DiscardOldestPolicy

• 当任务队列满且没有线程空闲，会删除最早的任务，然后重新提交当前任务。
• 适用于希望丢弃最旧的任务以保证新的重要任务能够被处理的场景

4、DiscardPolicy

• 直接丢弃当前提交的任务，不会执行任何操作，也不会抛出异常
• 适用于对部分任务丢弃没有影响的场景，或系统负载较高时不需要处理所有任务。

自定义拒绝策略

可以实现RejectedExecutionHandler接口来定义自定义的拒绝策略

@Slf4j
public class CustomRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {
    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        System.out.println("lantz.com Task " + r.toString() + " rejected");
        // 可以在这里实现日志记录或其他逻辑
        log.error("TaskQueue is full");
    }
}

线程池工作流程

大致：核心线程 -> 队列 -> 最大线程 -> 拒绝策略

graph TD A["任务提交"] --> B{"有空闲核心线程？"} B -- 是 --> C["执行任务"] B -- 否 --> D{"队列未满？"} D -- 是 --> E["入队等待"] D -- 否 --> F{"最大线程未满？"} F -- 是 --> G["创建非核心线程执行"] F -- 否 --> H["执行拒绝策略"]

实战中使用线程池

首先要创建线程池配置类，在SpringBoot启动的时候就注入线程池Bean对象在容器中

@Configuration
public class ThreadPoolExecutorConfig {

    @Bean
    public ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor() {
        ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactory() {
            private int count = 1;
            @Override
            public Thread newThread(@NotNull Runnable r) {
                Thread thread = new Thread(r);
                thread.setName("线程" + count);
                count++;
                return thread;
            }
        };
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                2, 4, 100,
                TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(4), threadFactory);

        return threadPoolExecutor;
    }

}

接着在接口中使用CompletableFuture.runAsync()

CompletableFuture.runAsync(() -> {
            // 业务代码实现...
        }, threadPoolExecutor);

这样我们的代码就可以异步化了

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