引言

大家好，我是你們的朋友小米！今天給大家?guī)?lái)一篇關(guān)于Java線(xiàn)程池的面試題分析，希望通過(guò)這個(gè)故事讓大家更輕松地理解這個(gè)問(wèn)題。

背景故事

在一個(gè)繁忙的互聯(lián)網(wǎng)公司，程序員小王正在準(zhǔn)備自己的社招面試。面試官看著簡(jiǎn)歷，露出了微笑：“你知道線(xiàn)程池吧？”小王點(diǎn)點(diǎn)頭，心想這簡(jiǎn)直是太簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)了！于是他信心滿(mǎn)滿(mǎn)地回答：“當(dāng)然知道！線(xiàn)程池是用來(lái)管理線(xiàn)程的，通過(guò)池化來(lái)避免頻繁創(chuàng)建銷(xiāo)毀線(xiàn)程的性能損耗?！?面試官瞇了瞇眼：“那好，假設(shè)你在一個(gè)高并發(fā)的環(huán)境中提交了大量任務(wù)，突然隊(duì)列滿(mǎn)了，線(xiàn)程池接收不到任務(wù)了，怎么辦？”

一聽(tīng)這個(gè)問(wèn)題，小王頓時(shí)腦袋一懵——他從來(lái)沒(méi)有遇到過(guò)這種情況！

其實(shí)，這個(gè)問(wèn)題就是線(xiàn)程池的任務(wù)隊(duì)列滿(mǎn)了以后會(huì)發(fā)生什么？ 這是很多開(kāi)發(fā)者可能在實(shí)際項(xiàng)目中都忽視的一個(gè)細(xì)節(jié)，但在面試中卻是一個(gè)常見(jiàn)且有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。那么今天，我們就一起通過(guò)這個(gè)問(wèn)題來(lái)探討一下，Java線(xiàn)程池的“深水區(qū)”到底有多深！

線(xiàn)程池的基礎(chǔ)回顧

圖片

在開(kāi)始分析之前，咱們還是先回顧一下線(xiàn)程池的基本概念，以免有小伙伴對(duì)這個(gè)概念不太熟悉。

在Java中，線(xiàn)程池是由java.util.concurrent.Executor接口及其實(shí)現(xiàn)類(lèi)ThreadPoolExecutor來(lái)實(shí)現(xiàn)的。線(xiàn)程池的核心作用就是將任務(wù)提交給線(xiàn)程池，讓線(xiàn)程池中的線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行這些任務(wù)，而不需要每次任務(wù)都創(chuàng)建新線(xiàn)程。這樣就能顯著提高性能，減少資源消耗。

線(xiàn)程池的基本組成：

• 核心線(xiàn)程數(shù)： 用來(lái)執(zhí)行任務(wù)的線(xiàn)程數(shù)量，線(xiàn)程池啟動(dòng)時(shí)會(huì)創(chuàng)建這個(gè)數(shù)量的線(xiàn)程。
• 最大線(xiàn)程數(shù)： 線(xiàn)程池中允許存在的最大線(xiàn)程數(shù)量，如果核心線(xiàn)程數(shù)不夠，且任務(wù)隊(duì)列已滿(mǎn)，線(xiàn)程池會(huì)創(chuàng)建新的線(xiàn)程，直到達(dá)到最大線(xiàn)程數(shù)。
• 任務(wù)隊(duì)列： 用來(lái)保存待執(zhí)行任務(wù)的隊(duì)列。如果線(xiàn)程池中的核心線(xiàn)程都忙時(shí)，新提交的任務(wù)會(huì)先存入這個(gè)隊(duì)列，等待線(xiàn)程空閑出來(lái)再執(zhí)行。
• 線(xiàn)程池的飽和策略： 當(dāng)線(xiàn)程池隊(duì)列已滿(mǎn)，且線(xiàn)程池的線(xiàn)程數(shù)已經(jīng)達(dá)到最大線(xiàn)程數(shù)時(shí)，任務(wù)應(yīng)該如何處理。這里就涉及到我們面試題的關(guān)鍵點(diǎn)。

線(xiàn)程池的飽和策略

接下來(lái)，我們來(lái)重點(diǎn)講解一下，當(dāng)線(xiàn)程池隊(duì)列滿(mǎn)了，且沒(méi)有空閑線(xiàn)程時(shí)，任務(wù)會(huì)如何處理？ 這時(shí)就需要看線(xiàn)程池的飽和策略（RejectedExecutionHandler）了。

Java線(xiàn)程池提供了四種默認(rèn)的飽和策略，分別是：

1、AbortPolicy（默認(rèn)策略）：

這是最常見(jiàn)也是最“直接”的策略。任務(wù)會(huì)被直接拒絕，并且拋出RejectedExecutionException異常。這種策略意味著，當(dāng)任務(wù)隊(duì)列滿(mǎn)了，線(xiàn)程池的線(xiàn)程數(shù)也達(dá)到了最大值，新的任務(wù)就會(huì)被拒絕并拋出異常。

舉個(gè)例子： 假設(shè)你提交了一個(gè)任務(wù)，而線(xiàn)程池的隊(duì)列已經(jīng)滿(mǎn)了，且沒(méi)有空閑線(xiàn)程可用，線(xiàn)程池會(huì)選擇拋出RejectedExecutionException。你如果沒(méi)有特別處理，就會(huì)看到這個(gè)異常，程序就會(huì)終止或進(jìn)入異常處理流程。

2、CallerRunsPolicy：

這個(gè)策略比較特別。當(dāng)線(xiàn)程池的任務(wù)隊(duì)列滿(mǎn)了并且線(xiàn)程池也沒(méi)有空閑線(xiàn)程時(shí)，提交任務(wù)的線(xiàn)程會(huì)自己執(zhí)行這個(gè)任務(wù)，而不是交給線(xiàn)程池來(lái)執(zhí)行。也就是說(shuō)，調(diào)用者線(xiàn)程會(huì)直接執(zhí)行被拒絕的任務(wù)，而不會(huì)拋出異常。

舉個(gè)例子： 你提交了一個(gè)任務(wù)，線(xiàn)程池的隊(duì)列已經(jīng)滿(mǎn)了，且線(xiàn)程池的線(xiàn)程數(shù)也已達(dá)到最大值，線(xiàn)程池不會(huì)創(chuàng)建新線(xiàn)程，而是把任務(wù)“交給”提交任務(wù)的線(xiàn)程（即當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)的線(xiàn)程）來(lái)執(zhí)行。

這種策略可以避免任務(wù)丟失，但可能會(huì)導(dǎo)致調(diào)用者線(xiàn)程的負(fù)載過(guò)高，影響程序的整體響應(yīng)能力。

3、DiscardPolicy：

采用這種策略時(shí)，如果線(xiàn)程池隊(duì)列滿(mǎn)了并且沒(méi)有空閑線(xiàn)程，線(xiàn)程池會(huì)悄悄地丟棄這個(gè)任務(wù)，且不拋出任何異常。任務(wù)就像沒(méi)提交一樣，不會(huì)被執(zhí)行。

舉個(gè)例子： 你提交了一個(gè)任務(wù)，但線(xiàn)程池的隊(duì)列已滿(mǎn)，線(xiàn)程池沒(méi)有空閑線(xiàn)程。這個(gè)任務(wù)就被丟棄，線(xiàn)程池會(huì)繼續(xù)執(zhí)行已有的任務(wù)。這個(gè)策略適合不要求任務(wù)一定執(zhí)行的場(chǎng)景，但如果丟棄任務(wù)是不可接受的，就需要慎用。

4、DiscardOldestPolicy：

這種策略會(huì)丟棄隊(duì)列中最舊的任務(wù)，并嘗試提交當(dāng)前任務(wù)。也就是說(shuō)，線(xiàn)程池會(huì)拋棄最早提交的任務(wù)，以便為新的任務(wù)騰出位置。

舉個(gè)例子： 你提交了一個(gè)任務(wù)，線(xiàn)程池隊(duì)列已滿(mǎn)，且沒(méi)有空閑線(xiàn)程。線(xiàn)程池會(huì)刪除隊(duì)列中最舊的任務(wù)（即已經(jīng)排隊(duì)很久但還未執(zhí)行的任務(wù)），然后嘗試把當(dāng)前提交的任務(wù)放入隊(duì)列中。

如何選擇合適的飽和策略？

選擇合適的飽和策略需要結(jié)合業(yè)務(wù)場(chǎng)景。對(duì)于一些對(duì)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間有嚴(yán)格要求的業(yè)務(wù)，丟棄任務(wù)顯然不可取，應(yīng)該選擇CallerRunsPolicy策略，讓任務(wù)交給調(diào)用者線(xiàn)程執(zhí)行。而對(duì)于一些可以容忍丟棄任務(wù)的場(chǎng)景，可以選擇DiscardPolicy或者DiscardOldestPolicy。

總結(jié)一下：

• AbortPolicy：任務(wù)拒絕，拋出異常。
• CallerRunsPolicy：任務(wù)交給提交任務(wù)的線(xiàn)程執(zhí)行。
• DiscardPolicy：丟棄任務(wù)，不拋異常。
• DiscardOldestPolicy：丟棄最舊的任務(wù)，嘗試提交新任務(wù)。

如何在代碼中設(shè)置線(xiàn)程池的飽和策略？

創(chuàng)建線(xiàn)程池時(shí)，我們可以通過(guò)ThreadPoolExecutor構(gòu)造方法中的參數(shù)來(lái)指定線(xiàn)程池的飽和策略：

圖片

在這個(gè)構(gòu)造方法中，AbortPolicy就是默認(rèn)的飽和策略。如果你想使用其他的策略，可以將其替換為CallerRunsPolicy、DiscardPolicy、DiscardOldestPolicy。

面試官的回答

回到小王的面試場(chǎng)景，面試官問(wèn)完這個(gè)問(wèn)題后，看到小王略顯慌張的表情，笑著說(shuō)道：“其實(shí)，線(xiàn)程池的飽和策略是非常重要的，很多開(kāi)發(fā)者在高并發(fā)的場(chǎng)景下往往忽視了這一點(diǎn)，導(dǎo)致任務(wù)的丟失或者線(xiàn)程池的異常行為。所以，在選擇線(xiàn)程池的飽和策略時(shí)，我們一定要根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求來(lái)決定，而不是盲目使用默認(rèn)的策略?！?/span>

小王松了一口氣：“原來(lái)如此，之前我并沒(méi)有考慮過(guò)這個(gè)細(xì)節(jié)，謝謝您的解答！”

面試官點(diǎn)點(diǎn)頭：“好的，你已經(jīng)掌握了線(xiàn)程池的基本知識(shí)，接下來(lái)我們繼續(xù)……”

END

線(xiàn)程池的飽和策略雖然是一個(gè)常見(jiàn)的面試題，但很多開(kāi)發(fā)者在實(shí)際工作中可能并沒(méi)有遇到過(guò)這樣的情形，或者并沒(méi)有深刻理解它的作用。希望通過(guò)今天的分析，大家能對(duì)這個(gè)問(wèn)題有更清晰的認(rèn)識(shí)。在面試時(shí)，如果遇到類(lèi)似的問(wèn)題，也能快速應(yīng)答！