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Java 高并发核心：线程池使用详解 + 自定义参数配置全剖析（附源码+面试解析）

news 来源：原创 2025/4/22 15:07:26

本文是 Java 多线程与并发核心知识中的“线程池”专题，包含官方线程池分类、自定义 ThreadPoolExecutor 参数详解、工作队列选择、拒绝策略剖析、生产实践案例与高频面试题解析，适合有基础但想进一步掌握线程池底层原理的读者，内容详尽，强烈建议收藏！

一、什么是线程池？为什么使用线程池？

1.1 线程池的概念

线程池（ThreadPool）是一种线程复用机制。通过提前创建一定数量的线程，统一管理调度多个任务，避免频繁创建销毁线程带来的资源浪费。

1.2 为什么需要线程池？

线程创建开销大：频繁创建/销毁线程会极大增加系统负载；
线程数量不可控：无限制创建线程可能导致 OOM 或系统奔溃；
任务调度不灵活：无线程池时任务由程序自己控制，难以管理。

✅ 总结一句话：线程池 = 控制资源 + 提升性能 + 提升并发吞吐能力

二、Java 官方线程池分类（Executors 提供）

名称	方法	特点	使用场景
单线程池	`Executors.newSingleThreadExecutor()`	只有一个线程，所有任务按顺序执行	日志记录、事件序列
固定线程池	`Executors.newFixedThreadPool(n)`	固定线程数量，任务超出排队	后台服务处理请求
缓存线程池	`Executors.newCachedThreadPool()`	无限制线程，空闲线程 60s 销毁	高并发短任务
定时线程池	`Executors.newScheduledThreadPool(n)`	延迟执行、周期执行任务	定时器、调度器
工作窃取池	`Executors.newWorkStealingPool()`	多核并行，自动分配线程	并行计算、大任务拆分

⚠️ 注意：Executors 创建的线程池容易造成 OOM！如：CachedThreadPool + LinkedBlockingQueue 无界。强烈推荐手动创建 ThreadPoolExecutor。

三、ThreadPoolExecutor 构造函数 + 所有方法详解

3.1 七个参数构造函数（推荐）

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);

3.2 参数解释

参数	含义
corePoolSize	核心线程数，始终存活
maximumPoolSize	最大线程数（任务高峰使用）
keepAliveTime	非核心线程空闲销毁时间
unit	时间单位（秒、毫秒等）
workQueue	缓冲队列，存放待执行任务
threadFactory	自定义线程工厂，给线程命名等
handler	拒绝策略（线程池 & 队列都满了）

3.3 常用方法一览

execute(Runnable task)：提交任务（无返回值）
submit(Callable/Void)：提交任务（有 Future 返回）
shutdown()：优雅关闭线程池（执行完现有任务）
shutdownNow()：立即停止，返回未执行任务列表
getCorePoolSize()：获取核心线程数量
getMaximumPoolSize()：获取最大线程数
getActiveCount()：获取当前活跃线程数
getQueue().size()：查看等待队列中任务数量
prestartCoreThread()：提前启动一个核心线程
allowCoreThreadTimeOut(true)：允许核心线程超时销毁

四、五参数与七参数构造方式对比

4.1 五参数构造方式

new ThreadPoolExecutor(core, max, time, unit, workQueue);

问题：使用默认线程工厂与默认拒绝策略，灵活性差。

4.2 七参数构造方式（推荐）

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(4, 10, 60, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<>(100),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
);

推荐指定线程名 + 合理拒绝策略，方便排查问题

五、拒绝策略详解（RejectedExecutionHandler）

策略	类名	行为	适用场景
AbortPolicy（默认）	`ThreadPoolExecutor.AbortPolicy`	抛出异常	非关键任务，容忍失败
CallerRunsPolicy	`ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy`	提交线程自己执行	降低任务提交速度
DiscardPolicy	`ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy`	静默丢弃任务	任务非必须、丢了也没事
DiscardOldestPolicy	`ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy`	丢最旧任务，插入当前任务	实时性任务，不能等

✅ 生产建议：使用 CallerRunsPolicy + 日志记录，避免系统挂掉

六、任务队列 workQueue 类型与区别

队列	类名	特点
ArrayBlockingQueue	有界 FIFO	固定长度，线程安全
LinkedBlockingQueue	有界/无界	默认无界，可能造成内存泄露
SynchronousQueue	不存任务	每个任务必须直接交给线程执行
PriorityBlockingQueue	带优先级	支持自定义优先级任务

七、线程工厂 ThreadFactory 自定义线程名

ThreadFactory factory = new ThreadFactory() {private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(1);@Overridepublic Thread newThread(Runnable r) {return new Thread(r, "my-thread-" + count.getAndIncrement());}
};

八、最佳实践配置方案（阿里开发手册建议）

核心线程数：CPU核数 + 1
最大线程数：看业务量 & 延迟容忍度
队列长度：根据 QPS 测算
拒绝策略：CallerRunsPolicy + 日志
禁止 Executors 创建线程池，务必手动配置

九、实战案例：自定义线程池完整代码

ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(4, 10,60, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<>(100),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
);for (int i = 0; i < 200; i++) {final int taskId = i;pool.execute(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在执行任务：" + taskId);try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});
}pool.shutdown();