想要通过面试?先搞懂线程池!阿里巴巴面试题解析

软件求生 2024-02-08 17:05:26

大家好,我是小米!今天我们来聊一聊阿里巴巴常见的面试题之一:线程池。作为一个经常需要处理并发任务的开发者,对于线程池的了解是至关重要的。那么,让我们一起来深入了解线程池的构造、工作过程、拒绝策略以及Executors类的实现方式吧!

线程池构造函数

线程池构造函数及其参数是我们在使用Java多线程编程中不可或缺的一部分。深入了解它们可以帮助我们更好地配置和管理线程池,从而提高程序的性能和效率。

首先,让我们来看一下ThreadPoolExecutor类的构造函数及其参数。在Java中,我们通常使用这个类来创建线程池。该类的构造函数如下:

首先是corePoolSize,它表示线程池中的核心线程数。这些核心线程在没有任务执行时,会一直保持存活状态,即使是空闲状态也不会被销毁。

接着是maximumPoolSize,代表线程池允许的最大线程数。当任务数量超过核心线程数,并且任务队列满了的时候,线程池会创建新的线程去执行任务,但是线程数量不会超过这个最大值。

keepAliveTime和unit组合起来表示了空闲线程的存活时间。即当线程池中的线程数量大于核心线程数时,如果这些线程在空闲时间超过了keepAliveTime所表示的时间单位,那么这些线程就会被销毁,直到线程数量等于核心线程数为止。

workQueue表示任务队列,用于保存还未执行的任务。当线程池中的线程都在执行任务,并且任务数量超过了核心线程数时,新的任务就会被放到这个队列中等待执行。

最后是handler,它是线程池的拒绝策略。当任务队列已满,且线程池中的线程数达到了最大线程数时,新的任务就会被拒绝执行。这时候,拒绝策略就会起作用,决定如何处理这些被拒绝的任务。

线程处理任务过程

线程池的工作过程主要包括以下几个步骤:

当有任务提交到线程池时,线程池会首先检查核心线程数是否已满,如果未满,则创建新线程来执行任务。

如果核心线程已满,但线程池中的线程数未达到最大线程数,则会将任务加入到任务队列中等待执行。

如果任务队列已满,但线程数未达到最大线程数,则会创建新的线程来执行任务。

如果线程数已达到最大线程数,且任务队列已满,则根据设定的拒绝策略来处理任务。

线程拒绝策略

线程池的拒绝策略决定了当任务无法被执行时的处理方式。常见的拒绝策略包括:

AbortPolicy(默认策略):这是默认的拒绝策略,它会直接抛出RejectedExecutionException异常,阻止系统继续正常工作。这种策略适用于希望在拒绝任务时立即发出警告并通知调用者的情况。

CallerRunsPolicy:这种策略会让当前提交任务的线程来执行被拒绝的任务。也就是说,如果线程池无法处理新任务,就由提交任务的线程自己来执行这个任务。虽然这种策略可以保证任务不会被丢弃,但是可能会导致提交任务的线程长时间被阻塞,影响系统的响应速度。

DiscardPolicy:这种策略会直接丢弃被拒绝的任务,而不做任何处理。当系统对任务执行的结果并不敏感,而且希望尽快处理新任务时,可以选择这种策略。

DiscardOldestPolicy:这种策略会丢弃队列中等待时间最长的任务,然后尝试将新任务添加到队列中。这种策略适用于对任务的时效性要求不高,但又不希望丢失任务的情况。

Executors类实现线程池

Executors类提供了一些静态方法来创建不同类型的线程池,例如newFixedThreadPool、newCachedThreadPool和newSingleThreadExecutor等。虽然这些方法简化了线程池的创建过程,但它们也存在一些弊端需要注意。

首先,让我们看看newFixedThreadPool方法。这个方法创建一个固定大小的线程池,它适合于并发任务数量固定、稳定的情况。然而,它的弊端在于当任务队列过长时,会导致内存溢出。因为它的任务队列是无界的,所以如果一直有新任务提交而没有足够的线程来处理,任务队列会持续增长,最终耗尽系统内存。

接下来是newCachedThreadPool方法,它创建一个可缓存的线程池,可以根据需要自动调整线程数量。这种线程池适用于任务处理时间短、数量不确定的情况。但是它的弊端在于如果任务提交速度过快,可能会导致系统资源耗尽,因为它的线程数量是无限制的,会不断地创建新线程来处理任务,直到系统资源耗尽为止。

最后,我们来看看newSingleThreadExecutor方法,它创建一个单线程的线程池。这种线程池适用于需要顺序执行任务的场景,因为它保证所有任务都在同一个线程中执行。然而,它的弊端在于如果该线程意外终止,会导致所有任务无法执行。

因此,建议根据实际需求,使用ThreadPoolExecutor来自定义线程池。

线程池大小设置

线程池大小的设置对于系统性能和资源利用至关重要。在确定线程池大小时,我们需要考虑系统的负载、任务类型以及可用的硬件资源等因素。

首先,让我们看看CPU密集型任务。对于这种类型的任务,它们主要是由计算密集型的操作组成,因此通常情况下,我们可以将线程池的大小设置为等于CPU核心数加一。这样做的目的是保证在任何时候,至少有一个线程可以独占一个CPU核心,从而充分利用CPU资源,提高系统的计算性能。

接着是IO密集型任务。对于这种类型的任务,它们主要是由输入输出操作组成,通常会涉及到网络、文件或数据库等IO操作。在这种情况下,我们可以将线程池的大小设置为大约是CPU核心数的两倍。这样做的原因是,IO操作通常是耗时的,而且会导致线程阻塞,因此我们需要更多的线程来处理IO密集型任务,以充分利用CPU资源,提高系统的响应速度。

然而,需要注意的是,线程池的大小设置并不是一成不变的。在实际应用中,我们可能会根据系统负载情况和任务类型的变化来动态调整线程池的大小。例如,可以通过监控系统的负载情况和任务队列的长度,来动态增加或减少线程池的大小,以确保系统能够保持良好的性能和稳定性。

END

通过以上内容的介绍,相信大家对于线程池有了更深入的了解。线程池作为多线程编程中的重要工具,合理的使用可以提高系统的性能和稳定性。在实际开发中,我们应该根据具体情况来选择合适的线程池参数,以及拒绝策略,从而更好地应对不同的场景和需求。

希望本文对大家有所帮助,如果有任何问题或者建议,欢迎在评论区留言交流讨论。下次再见!

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