Java线程池的工作原理

graph TD A[提交任务] --> B{核心线程池是否已满?} B -- 未满 --> C[创建核心线程执行任务] B -- 已满 --> D{任务队列是否已满?} D -- 未满 --> E[任务加入阻塞队列等待] D -- 已满 --> F{线程池是否达到最大线程数?} F -- 未达到 --> G[创建非核心线程执行任务] F -- 已达到 --> H[触发拒绝策略] classDef green fill:#D5E8D4,stroke:#82B366; classDef orange fill:#F8CECC,stroke:#B85450; classDef blue fill:#DAE8FC,stroke:#6C8EBF; class A,B,D,F blue class C,G green class H orange

工作原理详细流程：

  1. 任务提交

    • 当通过execute()或submit()方法提交新任务时，线程池开始处理

  2. 核心线程检查

    • 检查当前运行的核心线程数是否小于corePoolSize
    • 若未满：创建新核心线程立即执行任务（即使有空闲线程也会创建新线程）
    • 若已满：进入下一步

  3. 任务队列检查

    • 尝试将任务加入阻塞队列（如LinkedBlockingQueue）
    • 若队列未满：任务进入队列等待空闲线程处理
    • 若队列已满：进入下一步

  4. 最大线程数检查

    • 检查当前总线程数是否小于maximumPoolSize
    • 若未达到：创建临时非核心线程立即执行任务
    • 若已达到：进入拒绝流程

  5. 拒绝策略处理

    • 触发配置的拒绝策略（默认4种）：
      • AbortPolicy：抛出RejectedExecutionException（默认策略）
      • CallerRunsPolicy：由提交任务的线程直接执行
      • DiscardPolicy：静默丢弃任务
      • DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务并重试

关键组件说明：

组件 作用 配置参数
核心线程池 常驻线程，处理常规任务 corePoolSize
任务阻塞队列 缓存待处理任务 workQueue（如Array/LinkedBlockingQueue）
最大线程池 应急线程（临时创建） maximumPoolSize
线程存活时间 非核心线程空闲回收时间 keepAliveTime + unit
线程工厂 定制线程创建行为 ThreadFactory
拒绝策略 处理过载任务 RejectedExecutionHandler

工作特点：

  1. 线程复用：通过Worker类包装线程，循环从阻塞队列获取任务执行
  2. 资源回收：非核心线程空闲超过keepAliveTime后自动回收
  3. 优雅关闭：
    • shutdown()：停止接收新任务，继续处理队列任务
    • shutdownNow()：尝试中断所有线程，返回未处理任务列表

最佳实践：

  • IO密集型任务：建议 corePoolSize = CPU核数*2
  • CPU密集型任务：建议 corePoolSize = CPU核数+1
  • 使用ThreadPoolExecutor构造函数而非Executors工厂方法，避免资源耗尽风险