定义
线程池
Java中的线程池为
ThreadPoolExecutor，通过统一创建、销毁和管理线程，为业务中使用线程提供保障。
优点：
- 降低资源消耗：通过复用已存在的线程，降低线程创建和销毁造成的性能开销。
- 提高响应速度：业务不需要等待线程创建。
- 统一管理：统一分配、监控、监控，防止线程无上限创建导致内存耗尽。
构造函数
public ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize, // 核心线程数
int maximumPoolSize, // 最大线程数
long keepAliveTime, // 空闲临时线程存活时间
TimeUnit unit, // 时间单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 任务阻塞队列
ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂
RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略
)execute()
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
int c = ctl.get();
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { // 1.检查工作线程数是否 < corePoolSize
if (addWorker(command, true)) // 工作线程数 < corePoolSize，创建核心线程
return;
c = ctl.get();
} // 工作线程数 ≥ corePoolSize，核心线程已满
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { // 2.尝试放入任务阻塞队列
int recheck = ctl.get();
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
addWorker(null, false);
}
else if (!addWorker(command, false)) // 3.入队失败（队列已满），尝试创建非核心线程
// （工作线程数是否 < maximumPoolSize)
reject(command); // 4.工作线程数 > maximumPoolSize，触发拒绝策略
}拒绝策略
JDK提供了4种内置拒绝策略：
- AbortPolicy（默认）：直接抛出
RejectedExecutionException异常。让上游主动处理异常。 - CallerRunsPolicy：由提交任务的线程直接执行该任务。
- 优点：负反馈机制：提交任务的线程手动执行任务，暂时无法提交新任务，为线程池提供缓冲时间。
- DiscardPolicy：静默丢弃当前任务，不处理也不抛异常。非关键任务可用。
- DiscardOldestPolicy：丢弃队列中等待时间最长的任务，然后重试当前任务。新任务会覆盖旧任务时可用。
相关机制
ctl
ctl是一个AtomicInteger类型的变量。
- 高3位：表示当前线程的运行状态。
- 低29位：表示当前的工作线程数。
通过一次CAS操作就可以同时更新线程池的状态和线程数量，保证了并发安全性和性能。
线程池状态
- RUNNING：接受新任务，处理队列任务。
- SHUTDOWN：不接受新任务，但继续处理队列中已有的任务（调用
shutdown()）。 - STOP：不接受新任务，中断所有正在执行的任务，且抛弃队列任务（调用
shutdownNow()）。 - TIDYING：所有任务已终止，有效线程为0，即将调用
terminated()方法。 - TERMINATED：
terminated()方法执行完成。
线程复用
线程池将线程封装为内部类Worker，继承AQS的同时实现了Runnable接口。
private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable {
final Thread thread; // 真正的工作线程
Runnable firstTask; // 创建时带的首个任务（可为 null）
}Worker通过runWorker通过getTask()循环不断从阻塞队列中获取任务。
getTask：
- 如果是核心线程（且没有设置allowCoreThreadTimeOut=true），调用
workQueue.take()，线程会无限期阻塞，直到有新任务唤醒线程。 - 如果是非核心线程，调用
workQueue.poll(keepAliveTime, unit)，带超时阻塞，超时后返回null，退出循环，进入销毁流程。
final void runWorker(Worker w) {
Thread wt = Thread.currentThread();
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
w.unlock(); // 允许被中断（变为空闲）
boolean completedAbruptly = true;
try { // 执行首个任务或不断从阻塞队列中获取任务
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
w.lock(); // 加锁标明 Worker 正在工作
if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
(Thread.interrupted() &&
runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
!wt.isInterrupted())
wt.interrupt();
try {
beforeExecute(wt, task);
Throwable thrown = null;
try {
task.run(); // 直接调用 run()，不是 start()
} catch (RuntimeException x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Error x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Throwable x) {
thrown = x; throw new Error(x);
} finally {
afterExecute(task, thrown);
}
} finally {
task = null;
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
completedAbruptly = false;
} finally {
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}问题
为什么严禁使用Executors创建线程池？
Executors.newFixedThreadPool()和Executors.newSingleThreadExecutor()的底层工作队列是无界的LinkedBlockingQueue（默认容量为Integer.MAX_VALUE），当请求速度大于处理速度时，会导致OOM。Executors.newCachedThreadPool()的最大线程数为Integer.MAX_VALUE，高并发下会无限创建线程，导致OOM。
线程池执行任务时任务抛出异常会怎么样？
execute：会销毁。在runWorker中会被catch并抛出，然后在finally中执行processWorkerExit。在processWorkerExit中，会将当前异常死亡的Worker从workers中移除，并调用addWorker(null, false)补充创建一个新的worker线程。submit：不会销毁。submit把任务封装为了FutureTask，FutureTask.run()内部用trycatch拦截了异常，并将异常存入内部字段，工作线程感知不到异常。
线程池大小怎么设置？
- CPU密集型：CPU核数+1。当某个线程偶尔因为缺页中断或其他原因暂停时，CPU处于空闲状态，此时多一个线程可继续工作。
- IO密集型：CPU核数x2或CPU核数 / (1 - 等待时间/计算时间)。IO大部分时间需要等待，需要更多的线程提高并发。
- 动态线程池：实际生产中，静态配置无法应对动态的业务场景。
ThreadPoolExecutor原生提供了setCorePoolSize()和setMaximumPoolSize()方法，允许运行时动态修改线程池大小。通过动态线程池框架（如Hippo4j、Dynamic-TP等），将核心参数推送至配置中心（如Nacos），并通过Prometheus/Grafana等监控实施状态，实现动态调整线程池大小。