⭐ 题目日期：

京东 - 2024/12/26

📝 题解：

ThreadPoolExecutor 是 Java 中用于管理线程池的核心类（位于 java.util.concurrent 包），它提供了一种高效、灵活的机制来执行异步任务。通过复用线程、控制并发数量及管理任务队列，它能显著提升多线程程序的性能和稳定性。

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核心作用

1. 线程复用：避免频繁创建和销毁线程的开销。
2. 资源管理：限制并发线程数，防止系统过载。
3. 任务调度：按策略处理任务提交、排队、执行和拒绝。

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关键参数

创建 ThreadPoolExecutor 需配置以下参数：

1. 核心线程数（corePoolSize）

   • 线程池长期保留的线程数量，即使空闲也不会销毁（除非设置 allowCoreThreadTimeOut）。

2. 最大线程数（maximumPoolSize）

   • 线程池允许创建的最大线程数。当任务队列满时，会创建新线程直到达到此值。

3. 任务队列（workQueue）

   • 用于缓存未执行的任务。常见类型：
     • LinkedBlockingQueue（无界队列，可能导致内存溢出）
     • ArrayBlockingQueue（有界队列）
     • SynchronousQueue（直接传递任务，不缓存）

4. 线程存活时间（keepAliveTime）

   • 非核心线程空闲时的存活时间，超时后自动销毁。

5. 拒绝策略（RejectedExecutionHandler）

   • 当线程池和队列已满时，处理新任务的策略。常见策略：
     • AbortPolicy（默认）：抛出 RejectedExecutionException。
     • CallerRunsPolicy：由提交任务的线程直接执行。
     • DiscardPolicy：静默丢弃任务。
     • DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最旧的任务，重新提交新任务。

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工作流程

1. 提交任务时，若当前线程数 < 核心线程数，直接创建新线程执行。
2. 若线程数 ≥ 核心数，任务进入队列等待。
3. 若队列已满且线程数 < 最大线程数，创建新线程执行任务。
4. 若队列和线程数均满，触发拒绝策略。

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使用示例

import java.util.concurrent.*;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程池
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
            2,      // 核心线程数
            4,      // 最大线程数
            60,     // 空闲线程存活时间（秒）
            TimeUnit.SECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<>(10),  // 容量为10的任务队列
            new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()  // 拒绝策略
        );

        // 提交任务
        for (int i = 0; i < 15; i++) {
            executor.execute(() -> {
                System.out.println("任务执行线程: " + Thread.currentThread().getName());
            });
        }

        // 关闭线程池
        executor.shutdown();
    }
}

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常见线程池工具

Java 的 Executors 工具类提供了一些预配置的线程池（底层基于 ThreadPoolExecutor）：

• newFixedThreadPool：固定线程数，使用无界队列。
• newCachedThreadPool：线程数可无限扩展，适合短时任务。
• newSingleThreadExecutor：单线程串行执行任务。
• newScheduledThreadPool：支持定时或周期性任务。

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注意事项

• 避免无界队列：可能导致内存溢出（如 LinkedBlockingQueue 未指定容量）。
• 合理设置线程数：根据任务类型（CPU密集型、IO密集型）调整。
• 正确关闭线程池：使用 shutdown() 平滑关闭，或 shutdownNow() 强制中断。

通过合理配置 ThreadPoolExecutor，可以有效平衡系统资源与任务吞吐量，是多线程编程中的关键组件。