哈嘍，大家好，我是了不起。

最近項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)招人，我面試了很多人，非常喜歡問一個(gè)問題，Java線程池為什么先入隊(duì)列再增加線程數(shù)？

在Java編程中，線程池是一種重要的并發(fā)編程工具，能夠有效地管理線程的生命周期、控制并發(fā)資源的使用情況。

關(guān)于線程池的理解對Java編程的理解也是非常重要的 。為什么Java線程池在任務(wù)隊(duì)列不滿的情況下會(huì)優(yōu)先將任務(wù)入隊(duì)列，而不是直接增加線程數(shù)。本文將深入探討這一問題的原因及其背后的設(shè)計(jì)思想。

1. 背景

Java線程池通過Executor框架提供了一種管理線程的方式，通過重用線程、控制線程數(shù)量等方式提高了多線程程序的性能和可靠性。其中，線程池的核心組成部分包括線程池管理器、工作隊(duì)列和線程池工作線程。

在Java中，線程池的參數(shù)可以通過ThreadPoolExecutor類的構(gòu)造方法來配置，主要包括以下幾個(gè)參數(shù)：

• corePoolSize（核心線程數(shù)）
• maximumPoolSize（最大線程數(shù)）
• keepAliveTime（線程空閑時(shí)間）
• unit（時(shí)間單位）
• workQueue（任務(wù)隊(duì)列）
• threadFactory（線程工廠）
• handler（拒絕策略）

2. 入隊(duì)列 vs. 增加線程數(shù)

在使用線程池時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)遇到一種情況：提交的任務(wù)多于線程池的最大線程數(shù)。那么，線程池是如何處理這種情況的呢？

通常情況下，當(dāng)有任務(wù)提交給線程池時(shí)，線程池會(huì)采取以下步驟：

2.1 任務(wù)入隊(duì)列

首先，線程池會(huì)將任務(wù)放入任務(wù)隊(duì)列中。這個(gè)任務(wù)隊(duì)列可以是有界的，也可以是無界的。有界隊(duì)列有一個(gè)最大容量，當(dāng)隊(duì)列已滿時(shí)，新的任務(wù)將被拒絕執(zhí)行或者觸發(fā)相應(yīng)的拒絕策略。而無界隊(duì)列則沒有容量限制，但可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存溢出或者資源耗盡等問題。

2.2 增加線程數(shù)

如果任務(wù)隊(duì)列未滿，并且當(dāng)前活動(dòng)線程數(shù)小于線程池的核心線程數(shù)，線程池會(huì)考慮創(chuàng)建新的線程來處理任務(wù)。這些新創(chuàng)建的線程被稱為“核心線程”，它們會(huì)一直存在，即使處于空閑狀態(tài)也不會(huì)被回收。

2.3 達(dá)到最大線程數(shù)

如果任務(wù)隊(duì)列已滿，并且當(dāng)前活動(dòng)線程數(shù)已經(jīng)達(dá)到了線程池的最大線程數(shù)，線程池將不再創(chuàng)建新的線程。此時(shí)，根據(jù)配置的拒絕策略來處理任務(wù)，可能會(huì)拋出異常、丟棄任務(wù)或者執(zhí)行其他特定的操作。

3. 為何先入隊(duì)列再增加線程數(shù)？

• 資源管理與節(jié)約成本：Java線程池的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一是高效地利用系統(tǒng)資源。當(dāng)任務(wù)到來時(shí)，如果當(dāng)前線程數(shù)未達(dá)到最大線程數(shù)限制，優(yōu)先將任務(wù)放入隊(duì)列等待執(zhí)行，而不是立即創(chuàng)建新線程。這樣可以避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程，節(jié)約了系統(tǒng)資源和開銷。
• 避免線程爆炸：如果任務(wù)到來速度過快，直接增加線程數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致線程數(shù)爆炸式增長，從而消耗過多的系統(tǒng)資源和內(nèi)存。通過先將任務(wù)入隊(duì)列，可以平滑地控制線程數(shù)量的增長，避免線程數(shù)量不受控制地增加。
• 防止資源競爭：在多線程環(huán)境下，線程之間可能會(huì)因?yàn)楦偁庂Y源而導(dǎo)致性能下降甚至死鎖。通過將任務(wù)先放入隊(duì)列，可以避免線程之間過度競爭共享資源，減少了競爭的可能性，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
• 任務(wù)處理的優(yōu)先級：在任務(wù)隊(duì)列中，可以通過不同的調(diào)度策略對任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級排序，根據(jù)任務(wù)的重要性和緊急程度來決定執(zhí)行順序。這樣可以更靈活地控制任務(wù)的執(zhí)行順序，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和效率。

結(jié)論

線程池是一種重要的并發(fā)編程工具，能夠有效地管理和重用線程，提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

通過深入探討線程池的內(nèi)部機(jī)制，我們可以更好地理解為何線程池先將任務(wù)入隊(duì)列再增加線程數(shù)，以及這種策略背后的原理和優(yōu)勢。

在實(shí)際應(yīng)用中，合理地配置線程池參數(shù)，并選擇適當(dāng)?shù)年?duì)列類型和拒絕策略，對于提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力和資源利用率至關(guān)重要。