线程池核心参数有什么，拒绝策略有什么

线程池的核心参数主要定义了线程池如何管理线程、任务以及在资源不足时的行为。在Java的java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor中，这些核心参数体现在其构造函数中：

  1. corePoolSize (核心线程数)：

    • 线程池中保持存活的核心线程数量，即使它们处于空闲状态，也不会被销毁（除非设置了allowCoreThreadTimeOut）。
    • 当提交一个新任务到线程池时，如果当前运行的线程数少于corePoolSize，即使其他工作线程处于空闲状态，线程池也会创建一个新线程来处理该任务。

  2. maximumPoolSize (最大线程数)：

    • 线程池允许创建的最大线程数量。
    • 当工作队列已满，并且当前运行的线程数小于maximumPoolSize时，线程池会创建新的非核心线程来处理任务。
    • 如果corePoolSize等于maximumPoolSize，则创建的是一个固定大小的线程池。

  3. keepAliveTime (线程空闲存活时间)：

    • 当线程池中的线程数量大于corePoolSize时，如果一个非核心线程的空闲时间超过keepAliveTime，这个线程就会被终止，以回收资源。
    • 这个参数只有当线程数大于corePoolSize时才有效。
    • 如果设置了allowCoreThreadTimeOut(true)，那么核心线程在空闲时间超过keepAliveTime后也会被终止。

  4. unit (时间单位)：

    • keepAliveTime参数的时间单位，例如TimeUnit.SECONDS, TimeUnit.MILLISECONDS等。

  5. workQueue (工作队列 / 任务队列)：

    • 用于保存在核心线程都在忙，且无法立即处理的新提交任务的队列。它是一个BlockingQueue接口的实现。
    • 常见的队列类型有：
      • ArrayBlockingQueue：基于数组的有界阻塞队列，按FIFO（先进先出）原则排序。
      • LinkedBlockingQueue：基于链表的阻塞队列，按FIFO排序。容量可以是有界的，也可以是无界的（默认情况下容量为Integer.MAX_VALUE，近似无界）。使用无界队列时，maximumPoolSize参数可能不会生效，因为任务会一直入队。
      • SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作，反之亦然。通常用于需要直接将任务从生产者交给消费者的场景，或者配合一个非常大的maximumPoolSize使用（如CachedThreadPool）。
      • PriorityBlockingQueue：一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
    • 队列的选择对线程池的行为有很大影响。

  6. threadFactory (线程工厂)：

    • 用于创建新线程的工厂。可以自定义线程的名称、是否为守护线程、优先级等。
    • 默认情况下，线程池使用Executors.defaultThreadFactory()，创建的线程具有相同的优先级和非守护状态，线程名为"pool-N-thread-M"。

  7. handler (拒绝策略 / 饱和策略 - RejectedExecutionHandler)：

    • 当工作队列已满，并且线程池中的线程数也达到了maximumPoolSize时，线程池会采取指定的策略来处理无法接收的新任务。

线程池的拒绝策略 (RejectedExecutionHandler) 主要有以下几种Java中预定义的实现：

  1. AbortPolicy (中止策略)：

    • 这是ThreadPoolExecutor默认的拒绝策略。
    • 当新任务无法提交时，会抛出RejectedExecutionException运行时异常，调用者可以捕获这个异常并进行处理。
    • 这种策略会直接中断任务的提交过程。

  2. CallerRunsPolicy (调用者运行策略)：

    • 当新任务无法提交时，该任务不会被丢弃，也不会抛出异常。而是由提交任务的那个线程（调用execute方法的线程）自己来执行这个任务。
    • 这种策略提供了一种简单的反馈控制机制，可以减慢新任务的提交速度，因为提交者自己忙于执行任务时，就无法快速提交更多任务。

  3. DiscardPolicy (丢弃策略)：

    • 当新任务无法提交时，会默默地丢弃该任务，不抛出异常，也不做任何其他处理。
    • 如果允许任务丢失，这是一种简单的策略。

  4. DiscardOldestPolicy (丢弃最旧策略)：

    • 当新任务无法提交时，会丢弃工作队列队头（即等待时间最长）的任务，然后尝试重新提交当前这个新任务。
    • 如果工作队列是优先级队列，那么丢弃的是优先级最低的任务。
    • 这种策略也可能会丢失任务。

除了这四种预定义的策略，开发者还可以通过实现RejectedExecutionHandler接口来定义自己的拒绝策略，以满足特定的业务需求。例如，可以将任务持久化到磁盘，或者记录日志后丢弃，或者等待一段时间后重试等。

拓展延申：

  1. 线程池状态： ThreadPoolExecutor内部维护了线程池的状态，主要有：

    • RUNNING: 能够接受新任务，并处理已添加的任务。
    • SHUTDOWN: 不接受新任务，但会处理已添加的任务。调用shutdown()方法会进入此状态。
    • STOP: 不接受新任务，不处理已添加的任务，并中断正在处理的任务。调用shutdownNow()方法会进入此状态。
    • TIDYING: 所有任务都已终止，workerCount为0，线程池会进入该状态并准备调用terminated()钩子方法。
    • TERMINATED: terminated()方法已完成。

  2. 线程池的预热和动态调整：

    • 预热：可以在线程池启动时，通过调用prestartAllCoreThreads()或prestartCoreThread()来预先创建核心线程，避免在接收到初始任务时才开始创建线程的延迟。
    • 动态调整：ThreadPoolExecutor提供了setCorePoolSize(), setMaximumPoolSize(), setKeepAliveTime()等方法，允许在运行时动态调整线程池的参数。这可以用于根据系统负载情况自适应地调整线程池配置，但需要谨慎操作，避免不当调整导致性能问题或资源浪费。

  3. 监控线程池： ThreadPoolExecutor提供了很多方法用于监控其状态，如：

    • getPoolSize(): 当前线程池中的线程数量。
    • getActiveCount(): 当前正在执行任务的线程数量。
    • getCompletedTaskCount(): 已完成的任务数量。
    • getTaskCount(): 曾计划执行的任务总数（包括已完成、正在执行和队列中等待的）。
    • getQueue().size(): 当前工作队列中的任务数量。 这些信息对于监控线程池的健康状况、诊断问题以及调优参数非常有价值。许多APM工具也会集成对线程池的监控。

  4. 合理配置线程池大小： 这是一个常见且重要的问题，没有万能公式，需要根据任务类型（CPU密集型 vs. I/O密集型）、任务处理时间、系统资源（CPU核心数、内存）、期望的吞吐量和响应时间等因素综合考虑。

    • CPU密集型任务：线程数通常建议设置为CPU核心数或核心数+1，以减少上下文切换。
    • I/O密集型任务：由于线程在等待I/O时会阻塞，可以配置更多的线程，例如 CPU核心数 * (1 + 平均等待时间 / 平均计算时间)。一个经验公式是 CPU核心数 / (1 - 阻塞系数)，阻塞系数在0到1之间。 实际配置往往需要通过压力测试和性能监控来调整和优化。