面試題1：你了解線程池么？簡單介紹一下。

java提供的一個java.util.concurrent.Executor接口的實現(xiàn)用于創(chuàng)建線程池。

線程池是一種多線程處理形式，處理過程中將任務(wù)提交到線程池，任務(wù)的執(zhí)行交由線程池來管理。如果每個請求都創(chuàng)建一個線程去處理，那么服務(wù)器的資源很快就會被耗盡，使用線程池可以減少創(chuàng)建和銷毀線程的次數(shù)，每個工作線程都可以被重復(fù)利用，可執(zhí)行多個任務(wù)。

假設(shè)一個服務(wù)器完成一項任務(wù)，創(chuàng)建線程時間T1 ，在線程中執(zhí)行任務(wù)的時間T2，銷毀線程時間為T3。如果：T1 + T3 遠大于 T2，則可以采用線程池，大大縮短T1、T3時間，以提高服務(wù)器性能。

一個線程池包括以下四個基本組成部分： 

1.線程池管理器（ThreadPool）：用于創(chuàng)建并管理線程池，包括 創(chuàng)建線程池，銷毀線程池，添加新任務(wù)；

2.工作線程（PoolWorker）：線程池中線程，在沒有任務(wù)時處于等待狀態(tài)，可以循環(huán)的執(zhí)行任務(wù)；

3.任務(wù)接口（Task）：每個任務(wù)必須實現(xiàn)的接口，以供工作線程調(diào)度任務(wù)的執(zhí)行，它主要規(guī)定了任務(wù)的入口，任務(wù)執(zhí)行完后的收尾工作，任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)等；

4.任務(wù)隊列（taskQueue）：用于存放沒有處理的任務(wù)。提供一種緩沖機制。

當線程池中有任務(wù)需要執(zhí)行時，線程池會判斷如果池里的線程數(shù)沒有占滿就會新建線程池進行任務(wù)執(zhí)行，如果線程池中的線程數(shù)量已經(jīng)超過核心線程數(shù)，這時候任務(wù)就會被放入任務(wù)隊列中排隊等待執(zhí)行；如果任務(wù)隊列也滿了，并且線程池沒有達到最大線程數(shù)，就會新建非核心線程來執(zhí)行任務(wù)；如果超過了最大線程數(shù)，就會執(zhí)行飽和策略（拒絕執(zhí)行）。

追問1：連接池 和 線程池是一個意思么？有什么區(qū)別？

不同點

連接池：

• 連接池是面向數(shù)據(jù)庫連接的
• 連接池是為了優(yōu)化數(shù)據(jù)庫連接資源
• 連接池有點類似在客戶端做優(yōu)化

數(shù)據(jù)庫連接是一項有限的昂貴資源，一個數(shù)據(jù)庫連接對象均對應(yīng)一個物理數(shù)據(jù)庫連接，每次操作都打開一個物理連接，使用完都關(guān)閉連接，這樣造成系統(tǒng)的性能低下。

數(shù)據(jù)庫連接池的解決方案是在應(yīng)用程序啟動時建立足夠的數(shù)據(jù)庫連接，并將這些連接組成一個連接池，由應(yīng)用程序動態(tài)地對池中的連接進行申請、使用和釋放。對于多于連接池中連接數(shù)的并發(fā)請求，應(yīng)該在請求隊列中排隊等待。并且應(yīng)用程序可以根據(jù)池中連接的使用率，動態(tài)增加或減少池中的連接數(shù)。

線程池：

• 線程池是面向后臺程序的
• 線程池是是為了提高內(nèi)存和CPU效率
• 線程池有點類似于在服務(wù)端做優(yōu)化

線程池是一次性創(chuàng)建一定數(shù)量的線程（應(yīng)該可以配置初始線程數(shù)量的），當用請求過來不用去創(chuàng)建新的線程，直接使用已創(chuàng)建的線程，使用后又放回到線程池中。

避免了頻繁創(chuàng)建線程，及銷毀線程的系統(tǒng)開銷，提高是內(nèi)存和CPU效率。

相同點

都是事先準備好資源，避免頻繁創(chuàng)建和銷毀的代價。

面試題2：線程池中核心線程數(shù)量大小你是怎么設(shè)置的？

分析一般從幾個角度考慮：

• 任務(wù)的性質(zhì)：CPU密集型的任務(wù)、IO密集型任務(wù)、混合型任務(wù)。
• 任務(wù)的優(yōu)先級：高、中、低
• 任務(wù)執(zhí)行時間：長、中、短
• 任務(wù)的依賴性：是否依賴其它系統(tǒng)資源，如數(shù)據(jù)庫的連接等。

cpu密集型

盡量減少線程數(shù)；比如像加解密，壓縮、計算等一系列需要大量耗費 CPU 資源的任務(wù)，大部分場景下都是純 CPU 計算。盡量使用較小的線程池，一般為CPU核心數(shù)+1。因為CPU密集型任務(wù)使得CPU使用率很高，若開過多的線程數(shù)，會造成CPU過度切換。

IO密集型

任務(wù)盡量加大線程數(shù)，因為io不占用cpu的資源。比如像 MySQL 數(shù)據(jù)庫、文件的讀寫、網(wǎng)絡(luò)通信等任務(wù)，這類任務(wù)不會特別消耗 CPU 資源，但是 IO 操作比較耗時，會占用比較多時間。可以使用稍大的線程池，一般為CPU核心數(shù) * 2。IO密集型任務(wù)CPU使用率并不高，因此可以讓CPU在等待IO的時候有其他線程去處理別的任務(wù)，充分利用CPU時間。

混合型

盡量根據(jù)實際情況進行拆分，根據(jù)運行時間來決定。

可見，線程的平均工作時間所占比例越高，就需要越少的線程；線程的平均等待時間所占比例越高，就需要越多的線程；

追問1：核心線程數(shù)量過大或過小會造成什么后果？

當線程池中核心線程數(shù)量過大時，線程與線程之間會爭取CPU資源，這樣就會導(dǎo)致上下文切換。過多的上下文切換會增加線程的執(zhí)行時間，影響了整體執(zhí)行的效率；

多線程編程中一般線程的個數(shù)都大于CPU核心的個數(shù)，而一個CPU核心在任意時刻只能被一個線程使用，為了讓這些線程都能得到有效的執(zhí)行，CPU采取的策略是為了每個線程分配時間片并輪轉(zhuǎn)的形式。當一個線程的時間片用完的時候就會重新處于就緒狀態(tài)讓其他線程使用，這個過程就屬于一次上下文切換。

當線程池中的核心線程數(shù)量過少時，如果統(tǒng)一時間有大量任務(wù)需要處理，可能會導(dǎo)致大量任務(wù)在任務(wù)隊列中排隊等待執(zhí)行，甚至?xí)霈F(xiàn)隊列滿了之后任務(wù)無法執(zhí)行的情況，或者大量任務(wù)堆積在任務(wù)隊列導(dǎo)致內(nèi)存溢出（OOM）。

面試題3：線程池都有哪些狀態(tài)呀？

線程池的5種狀態(tài)：Running、ShutDown、Stop、Tidying、Terminated。

• RUNNING：線程池的初始化狀態(tài)是RUNNING，能夠接收新任務(wù)，以及對已添加的任務(wù)進行處理。
• SHUTDOWN：線程池處在SHUTDOWN狀態(tài)時，不接收新任務(wù)，但能處理已添加的任務(wù)。 調(diào)用線程池的shutdown()接口時，線程池由RUNNING -> SHUTDOWN。
• STOP：線程池處在STOP狀態(tài)時，不接收新任務(wù)，不處理已添加的任務(wù)，并且會中斷正在處理的任務(wù)。 調(diào)用線程池的shutdownNow()接口時，線程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP。
• TIDYING：當所有的任務(wù)已終止，ctl記錄的”任務(wù)數(shù)量”為0，線程池會變?yōu)門IDYING狀態(tài)。當線程池變?yōu)門IDYING狀態(tài)時，會執(zhí)行鉤子函數(shù)terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor類中是空的，若用戶想在線程池變?yōu)門IDYING時，進行相應(yīng)的處理；可以通過重載terminated()函數(shù)來實現(xiàn)。
• TERMINATED：線程池徹底終止，就變成TERMINATED狀態(tài)。線程池處在TIDYING狀態(tài)時，執(zhí)行完terminated()之后，就會由 TIDYING -> TERMINATED。

  當線程池在SHUTDOWN狀態(tài)下，阻塞隊列為空并且線程池中執(zhí)行的任務(wù)也為空時，就會由 SHUTDOWN -> TIDYING。 當線程池在STOP狀態(tài)下，線程池中執(zhí)行的任務(wù)為空時，就會由STOP -> TIDYING。

追問1：什么條件下會進入TERMINATED狀態(tài)

•  線程池不是RUNNING狀態(tài)；
• 線程池狀態(tài)不是TIDYING狀態(tài)或TERMINATED狀態(tài)；
• 如果線程池狀態(tài)是SHUTDOWN并且workerQueue為空；
• workerCount為0；
• 設(shè)置TIDYING狀態(tài)成功。

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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