学习日报｜线程池专题学习总结 - 详解

1) 基础概念速览

• 线程池：线程复用容器，按需/预先创建线程复用执行任务。

• 优势：降低创建/销毁成本；受控并发；排队与拒绝；可观测与治理。

• 核心类：ThreadPoolExecutor；常见池：Fixed / Cached / Single / Scheduled。

• 规范：避免直接用 Executors（默认无界/新建线程，易 OOM）。

七个核心参数
corePoolSize、maximumPoolSize、keepAliveTime、unit、workQueue、threadFactory、handler。

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2) 执行与状态原理

调度路径（四步）

1. < core → 新建核心线程直接执行

2. ≥ core → 入队

3. 队列满 且 < max → 新建非核心线程

4. 否则 → 拒绝策略

状态机
RUNNING → SHUTDOWN/STOP → TIDYING → TERMINATED

• shutdown()：温和关闭（不接新单，跑完队列）

• shutdownNow()：立刻关闭（中断 + 返回未执行任务）

Worker 复用与 AQS

• Worker 执行完首任务后循环 getTask() 复用。

• Worker 继承 AQS 做“忙闲锁”：忙时持锁，空闲无锁 → 只中断空闲线程。

核心 vs 非核心

• 非核心空闲超时回收；核心默认常驻（可 allowCoreThreadTimeOut(true) 回收）。

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3) 队列 & 拒绝策略

队列

• ArrayBlockingQueue：有界、数组；推荐默认。

• LinkedBlockingQueue：默认无界，必须限容量。

• SynchronousQueue：直传，不排队，利于快速扩到 max。

• PriorityBlockingQueue：按优先级（注意避免饿死）。

拒绝策略（4）

• Abort（默认抛异常）

• CallerRuns（回压上游）

• Discard（丢新）

• DiscardOldest（丢最旧）

自定义思路：日志 + 告警 +（可选）落盘/队列重试/降级处理。

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4) 实战配置 & 监控排查

参数建议

• 核心：CPU 密集≈CPU/CPU+1；IO 密集≈2×CPU。

• 最大：核心的 2~5×（结合时延/切换成本压测微调）。

• 队列：有界；粗略：容量 ≈ QPS × 平均耗时 × 2。

监控指标
活跃线程、队列长度、完成数、拒绝数、P95/P99、池状态。
Micrometer → Prometheus/Grafana 告警。

常见问题 & 排查

• OOM：无界队列/对象泄漏 → 限容量 + 堆分析。

• 慢/阻塞：jstack 定位锁/IO；外部调用设超时。

• 拒绝多：调大容量/限流/降级。

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5) Tomcat 线程池 vs JDK 线程池

• JDK：先排队后扩线程（稳内存）。

• Tomcat：先扩线程到 max 再排队（快出活，适合 Web；关键在自定义 TaskQueue#offer）。

• 选型：请求链路 → Tomcat Executor；业务异步/批处理 → JDK 池（可多池隔离）。

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6) OOM 高发场景与真实案例

6.1 突发流量 + 配置不合理

• QPS 暴涨；core/max 偏小 + 队列无界/过大 → 无限堆积 → OOM。

6.2 消费阻塞（第三方慢/锁/IO 卡住）

• 线程长期占用，消费速率骤降；队列“温水煮青蛙式”堆积 → OOM。

6.3 任务对象泄漏 + 堆积

• 任务持有未释放资源（FileInputStream/Process/ByteBuffer 等），少量堆积即可吃光内存。

6.4 框架隐式线程池

• @Async、MQ 消费者、XXL-Job/Quartz 内部池若无界 → 同样堆积 OOM。

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7) 系统性优化方案（落地清单）

1. 有界队列 + 明确拒绝

   RejectedExecutionHandler handler = (r, ex) -> {
   log.error("Pool full: pool={}, active={}, queue={}",
   ex.getPoolSize(), ex.getActiveCount(), ex.getQueue().size());
   // 返回友好提示/HTTP 503 + 告警
   };

2. 限流控产：网关/Sentinel；MQ 限速/限批拉取；活动期限流降级。

3. 超时与取消：HTTP/RPC 设 connect/read 超时；Future.get(timeout) + cancel(true)：

   Future f = executor.submit(task);
   try { f.get(3, TimeUnit.SECONDS); }
   catch (TimeoutException e) { f.cancel(true); }

4. 拆池隔离：按任务类型分池（下游慢不拖垮全局）。

5. 监控告警：活跃、队列、拒绝、P99、堆使用率；阈值 ≥80% 告警。

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8) 口诀与速记

• 调度四步：先核心 → 排队 → 扩最大 → 拒绝。

• 配置三件：有界队列、明确拒绝、监控到位。

• 避坑两条：别用无界队列；别让外部调用无超时。

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9) 面试速问速答（精选）

• execute vs submit：无返回 vs Future（异常在 get() 时抛）。

• shutdown vs shutdownNow：温和 vs 立刻（中断 + 返回未执行）。

• 优先级任务：PriorityBlockingQueue + Comparable（注意饥饿）。

• 取消任务：未执行→remove(task)；已执行→任务内响应中断/Future.cancel(true)。

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结论

限产（限流）、限容（有界队列）、限时（超时/取消）、可观测（监控告警），再配合合理扩缩容与任务隔离，线程池才能稳且快。