java线程池详解

在 Java 中，线程池的核心是 java.util.concurrent 包中的 ThreadPoolExecutor 类。它通过线程复用、任务排队、线程数量控制等机制，提高了资源利用率和系统响应能力。Java 提供了一些常用线程池的封装，如通过 Executors 工厂类来创建。我们将详细讲解：

---

一、线程池核心参数详解（ThreadPoolExecutor）

public ThreadPoolExecutor(
    int corePoolSize,             // 核心线程数
    int maximumPoolSize,          // 最大线程数
    long keepAliveTime,           // 非核心线程存活时间
    TimeUnit unit,                // 存活时间单位
    BlockingQueue workQueue, // 任务队列
    ThreadFactory threadFactory,  // 线程工厂
    RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略
)

---

二、任务队列（BlockingQueue）

队列类型	特点	使用场景
ArrayBlockingQueue	有界数组队列	任务量可控，防止内存溢出
LinkedBlockingQueue	可选大小，默认无界	高吞吐任务，避免频繁线程创建
SynchronousQueue	不存储任务，直接提交给线程	高并发、低延迟
PriorityBlockingQueue	可排序任务队列	有优先级的任务

---

三、拒绝策略（RejectedExecutionHandler）

拒绝策略	含义
AbortPolicy（默认）	抛出 RejectedExecutionException
CallerRunsPolicy	由提交任务的线程执行该任务
DiscardPolicy	直接丢弃任务
DiscardOldestPolicy	丢弃队列头部最老的任务，尝试提交新任务

---

四、Java 提供的线程池（通过 Executors 工厂方法）

1. Executors.newFixedThreadPool(nThreads)

• 特性：固定大小线程池，使用 LinkedBlockingQueue。

• 适用场景：执行长期任务，线程数固定，控制最大并发数。

2. Executors.newCachedThreadPool()

• 特性：线程数几乎无限制（Integer.MAX_VALUE），使用 SynchronousQueue。

• 适用场景：短时间大量任务，线程能及时回收。

3. Executors.newSingleThreadExecutor()

• 特性：只有一个线程，任务顺序执行，使用 LinkedBlockingQueue。

• 适用场景：需要顺序执行任务的场景（如日志处理）。

4. Executors.newScheduledThreadPool(n) / Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()

• 特性：支持任务延迟执行和定时执行。

• 适用场景：定时任务或周期性任务。

• ScheduledThreadPoolExecutor 内部使用 DelayedWorkQueue，是一个基于时间优先级的无界阻塞队列，实现了 DelayQueue（总是从队列头部（最小堆堆顶）查看最近任务。没到时间：阻塞等待 delay 时间。到时间了：返回任务，执行。）。

• 底层是**最小堆（小顶堆）**结构。

• 所有任务都实现了 Delayed 接口，根据“下一次触发时间”排序。

---

五、实际场景下推荐线程池参数配置

✅ CPU 密集型任务

• 如：图像处理、复杂计算

• 推荐配置：

  int core = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
  new ThreadPoolExecutor(core, core,
      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
      new LinkedBlockingQueue<>(), 
      Executors.defaultThreadFactory(), 
      new AbortPolicy());
  

• 理由：避免过多线程上下文切换，核心线程数 = CPU核数。

---

✅ IO 密集型任务

• 如：数据库访问、网络调用、文件操作

• 推荐配置：

  int core = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;
  new ThreadPoolExecutor(core, core * 2,
      60L, TimeUnit.SECONDS,
      new LinkedBlockingQueue<>(1000), 
      Executors.defaultThreadFactory(), 
      new CallerRunsPolicy());
  

• 理由：IO阻塞时间长，可以适当增加线程数。结合限队列防止OOM。

---

✅ 高并发突发请求（如网关服务）

• 推荐配置：

  new ThreadPoolExecutor(100, 200,
      30L, TimeUnit.SECONDS,
      new SynchronousQueue<>(), 
      Executors.defaultThreadFactory(), 
      new AbortPolicy());
  

• 理由：采用直传任务队列，线程资源敏感，快速拒绝新任务（避免系统雪崩）。

---

✅ 日志、消息队列消费者（顺序性任务）

• 推荐配置：

  Executors.newSingleThreadExecutor();
  

• 理由：顺序执行任务，避免并发问题。

---

✅ 定时任务或周期性任务

• 推荐配置：

  ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(4);
  scheduler.scheduleAtFixedRate(task, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);
  

• 理由：周期任务机制内置支持，适用于监控、清理等任务。

---

六、建议使用自定义线程池（不要直接用 Executors）

原因：

• Executors.newFixedThreadPool() 和 newSingleThreadExecutor() 使用 无界队列 → 可能导致 OOM。

• newCachedThreadPool() 使用 最大线程数无上限 → 易耗尽系统资源。

推荐封装：

public class ThreadPoolFactory {
    public static ThreadPoolExecutor createIoThreadPool(String name) {
        return new ThreadPoolExecutor(8, 16,
            60, TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingQueue<>(2000),
            new NamedThreadFactory(name),
            new CallerRunsPolicy());
    }
}

---

七、总结推荐表格

场景	核心线程	最大线程	队列类型	拒绝策略	说明
CPU 密集	CPU 核数	核数	LinkedBlockingQueue	AbortPolicy	控制上下文切换
IO 密集	核数×2	核数×2~4	有界队列	CallerRunsPolicy	防止内存膨胀
高并发	高并发数	高并发×2	SynchronousQueue	AbortPolicy	快速失败
顺序执行	1	1	LinkedBlockingQueue	AbortPolicy	保证顺序
定时任务	按需设置	按需设置	-	-	使用 ScheduledThreadPool

---

如果你有具体的业务场景（如消息队列消费、Web接口处理、批量处理等），我可以帮你单独设计一个更合理的线程池配置，想要吗？