引導(dǎo)語

線程池在日常面試中占比很大，主要是因?yàn)榫€程池內(nèi)容涉及的知識點(diǎn)較廣，比如涉及到隊(duì)列、線程、鎖等等，所以很多面試官喜歡把線程池作為問題的起點(diǎn)，然后延伸到其它內(nèi)容，由于我們專欄已經(jīng)說過隊(duì)列、線程、鎖面試題了，所以本章面試題還是以線程池為主。

1、說說你對線程池的理解？

答：答題思路從大到小，從全面到局部，總的可以這么說，線程池結(jié)合了鎖、線程、隊(duì)列等元素，在請求量較大的環(huán)境下，可以多線程的處理請求，充分的利用了系統(tǒng)的資源，提高了處理請求的速度，細(xì)節(jié)可以從以下幾個(gè)方面闡述：

• ThreadPoolExecutor 類結(jié)構(gòu)；
• ThreadPoolExecutor coreSize、maxSize 等重要屬性；
• Worker 的重要作用；
• submit 的整個(gè)過程。

通過以上總分的描述，應(yīng)該可以說清楚對線程池的理解了，如果是面對面面試的話，可以邊說邊畫出線程池的整體架構(gòu)圖（見《ThreadPoolExecutor 源碼解析》）。

2、ThreadPoolExecutor、Executor、ExecutorService、Runnable、Callable、FutureTask 之間的關(guān)系？

答：以上 6 個(gè)類可以分成兩大類：一種是定義任務(wù)類，一種是執(zhí)行任務(wù)類。

定義任務(wù)類：Runnable、Callable、FutureTask。Runnable 是定義無返回值的任務(wù)，Callable 是定義有返回值的任務(wù)，F(xiàn)utureTask 是對 Runnable 和 Callable 兩種任務(wù)的統(tǒng)一，并增加了對任務(wù)的管理功能；

執(zhí)行任務(wù)類：ThreadPoolExecutor、Executor、ExecutorService。Executor 定義最基本的運(yùn)行接口，ExecutorService 是對其功能的補(bǔ)充，ThreadPoolExecutor 提供真正可運(yùn)行的線程池類，三個(gè)類定義了任務(wù)的運(yùn)行機(jī)制。

日常的做法都是先根據(jù)定義任務(wù)類定義出任務(wù)來，然后丟給執(zhí)行任務(wù)類去執(zhí)行。

3、說一說隊(duì)列在線程池中起的作用？

答：作用如下：

當(dāng)請求數(shù)大于 coreSize 時(shí)，可以讓任務(wù)在隊(duì)列中排隊(duì)，讓線程池中的線程慢慢的消費(fèi)請求，實(shí)際工作中，實(shí)際線程數(shù)不可能等于請求數(shù)，隊(duì)列提供了一種機(jī)制讓任務(wù)可排隊(duì)，起一個(gè)緩沖區(qū)的作用；

當(dāng)線程消費(fèi)完所有的線程后，會阻塞的從隊(duì)列中拿數(shù)據(jù)，通過隊(duì)列阻塞的功能，使線程不消亡，一旦隊(duì)列中有數(shù)據(jù)產(chǎn)生后，可立馬被消費(fèi)。

4、結(jié)合請求不斷增加時(shí)，說一說線程池構(gòu)造器參數(shù)的含義和表現(xiàn)？

答：線程池構(gòu)造器各個(gè)參數(shù)的含義如下：

coreSize 核心線程數(shù)；

maxSize 最大線程數(shù)；

keepAliveTime 線程空閑的最大時(shí)間；

queue 有多種隊(duì)列可供選擇，比如：1：SynchronousQueue，為了避免任務(wù)被拒絕，要求線程池的 maxSize 無界，缺點(diǎn)是當(dāng)任務(wù)提交的速度超過消費(fèi)的速度時(shí)，可能出現(xiàn)無限制的線程增長；2：LinkedBlockingQueue，無界隊(duì)列，未消費(fèi)的任務(wù)可以在隊(duì)列中等待；3：ArrayBlockingQueue，有界隊(duì)列，可以防止資源被耗盡；

線程新建的 ThreadFactory 可以自定義，也可以使用默認(rèn)的 DefaultThreadFactory，DefaultThreadFactory 創(chuàng)建線程時(shí)，優(yōu)先級會被限制成 NORM_PRIORITY，默認(rèn)會被設(shè)置成非守護(hù)線程；

在 Executor 已經(jīng)關(guān)閉或?qū)ψ畲缶€程和最大隊(duì)列都使用飽和時(shí)，可以使用 RejectedExecutionHandler 類進(jìn)行異常捕捉，有如下四種處理策略：ThreadPoolExecutor.AbortPolicy、ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy、ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy、ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy。

當(dāng)請求不斷增加時(shí)，各個(gè)參數(shù)起的作用如下：

請求數(shù) < coreSize：創(chuàng)建新的線程來處理任務(wù)；

coreSize <= 請求數(shù) && 能夠成功入隊(duì)列：任務(wù)進(jìn)入到隊(duì)列中等待被消費(fèi)；

隊(duì)列已滿 && 請求數(shù) < maxSize：創(chuàng)建新的線程來處理任務(wù)；

隊(duì)列已滿 && 請求數(shù) >= maxSize：使用 RejectedExecutionHandler 類拒絕請求。

5、coreSize 和 maxSize 可以動(dòng)態(tài)設(shè)置么，有沒有規(guī)則限制？

答：一般來說，coreSize 和 maxSize 在線程池初始化時(shí)就已經(jīng)設(shè)定了，但我們也可以通過 setCorePoolSize、setMaximumPoolSize 方法動(dòng)態(tài)的修改這兩個(gè)值。

setCorePoolSize 的限制見如下源碼：

// 如果新設(shè)置的值小于 coreSize,多余的線程在空閑時(shí)會被回收（不保證一定可以回收成功）
// 如果大于 coseSize，會新創(chuàng)建線程
public void setCorePoolSize(int corePoolSize) {
    if (corePoolSize < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    int delta = corePoolSize - this.corePoolSize;
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    // 活動(dòng)的線程大于新設(shè)置的核心線程數(shù)
    if (workerCountOf(ctl.get()) > corePoolSize)
        // 嘗試將可以獲得鎖的 worker 中斷，只會循環(huán)一次
        // 最后并不能保證活動(dòng)的線程數(shù)一定小于核心線程數(shù)
        interruptIdleWorkers();
    // 設(shè)置的核心線程數(shù)大于原來的核心線程數(shù)
    else if (delta > 0) {
        // 并不清楚應(yīng)該新增多少線程，取新增核心線程數(shù)和等待隊(duì)列數(shù)據(jù)的最小值，夠用就好
        int k = Math.min(delta, workQueue.size());
        // 新增線程直到k，如果期間等待隊(duì)列空了也不會再新增
        while (k-- > 0 && addWorker(null, true)) {
            if (workQueue.isEmpty())
                break;
        }
    }
}

setMaximumPoolSize 的限制見如下源碼：

// 如果 maxSize 大于原來的值，直接設(shè)置。
// 如果 maxSize 小于原來的值，嘗試干掉一些 worker
public void setMaximumPoolSize(int maximumPoolSize) {
    if (maximumPoolSize <= 0 || maximumPoolSize < corePoolSize)
        throw new IllegalArgumentException();
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    if (workerCountOf(ctl.get()) > maximumPoolSize)
        interruptIdleWorkers();
}

6、說一說對于線程空閑回收的理解，源碼中如何體現(xiàn)的？

答：空閑線程回收的時(shí)機(jī)：如果線程超過 keepAliveTime 時(shí)間后，還從阻塞隊(duì)列中拿不到任務(wù)（這種情況我們稱為線程空閑），當(dāng)前線程就會被回收，如果 allowCoreThreadTimeOut 設(shè)置成 true，core thread 也會被回收，直到還剩下一個(gè)線程為止，如果 allowCoreThreadTimeOut 設(shè)置成 false，只會回收非 core thread 的線程。

線程在任務(wù)執(zhí)行完成之后，之所有沒有消亡，是因?yàn)樽枞膹年?duì)列中拿任務(wù)，在 keepAliveTime 時(shí)間后都沒有拿到任務(wù)的話，就會打斷阻塞，線程直接返回，線程的生命周期就結(jié)束了，JVM 會回收掉該線程對象，所以我們說的線程回收源碼體現(xiàn)就是讓線程不在隊(duì)列中阻塞，直接返回了，可以見 ThreadPoolExecutor 源碼解析章節(jié)第三小節(jié)的源碼解析。

7、如果我想在線程池任務(wù)執(zhí)行之前和之后，做一些資源清理的工作，可以么，如何做？

答：可以的，ThreadPoolExecutor 提供了一些鉤子函數(shù)，我們只需要繼承 ThreadPoolExecutor 并實(shí)現(xiàn)這些鉤子函數(shù)即可。在線程池任務(wù)執(zhí)行之前實(shí)現(xiàn) beforeExecute 方法，執(zhí)行之后實(shí)現(xiàn) afterExecute 方法。

8、線程池中的線程創(chuàng)建，拒絕請求可以自定義實(shí)現(xiàn)么？如何自定義？

答：可以自定義的，線程創(chuàng)建默認(rèn)使用的是 DefaultThreadFactory，自定義話的只需要實(shí)現(xiàn) ThreadFactory 接口即可；拒絕請求也是可以自定義的，實(shí)現(xiàn) RejectedExecutionHandler 接口即可；在 ThreadPoolExecutor 初始化時(shí)，將兩個(gè)自定義類作為構(gòu)造器的入?yún)鬟f給 ThreadPoolExecutor 即可。

9、說說你對 Worker 的理解？

答：詳見《ThreadPoolExecutor 源碼解析》中 1.4 小節(jié)。

10、說一說 submit 方法執(zhí)行的過程？

答：詳見《ThreadPoolExecutor 源碼解析》中 2 小節(jié)。

11、說一說線程執(zhí)行任務(wù)之后，都在干啥？

答：線程執(zhí)行任務(wù)完成之后，有兩種結(jié)果：

線程會阻塞從隊(duì)列中拿任務(wù)，沒有任務(wù)的話無限阻塞；線程會阻塞從隊(duì)列中拿任務(wù)，沒有任務(wù)的話阻塞一段時(shí)間后，線程返回，被 JVM 回收。

12、keepAliveTime 設(shè)置成負(fù)數(shù)或者是 0，表示無限阻塞？

答：這種是不對的，如果 keepAliveTime 設(shè)置成負(fù)數(shù)，在線程池初始化時(shí)，就會直接報(bào) IllegalArgumentException 的異常，而設(shè)置成 0，隊(duì)列如果是 LinkedBlockingQueue 的話，執(zhí)行 workQueue.poll (keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) 方法時(shí)，如果隊(duì)列中沒有任務(wù)，會直接返回 null，導(dǎo)致線程立馬返回，不會無限阻塞。

如果想無限阻塞的話，可以把 keepAliveTime 設(shè)置的很大，把 TimeUnit 也設(shè)置的很大，接近于無限阻塞。

13、說一說 Future.get 方法是如何拿到線程的執(zhí)行結(jié)果的？

答：我們需要明確幾點(diǎn)：

submit 方法的返回結(jié)果實(shí)際上是 FutureTask，我們平時(shí)都是針對接口編程，所以使用的是 Future.get 來拿到線程的執(zhí)行結(jié)果，實(shí)際上是 FutureTask.get ，其方法底層是從 FutureTask 的 outcome 屬性拿值的；《ThreadPoolExecutor 源碼解析》中 2 小節(jié)中詳細(xì)說明了 submit 方法最終會把線程的執(zhí)行結(jié)果賦值給 outcome。

結(jié)合 1、2，當(dāng)線程執(zhí)行完成之后，自然就可以從 FutureTask 的 outcome 屬性中拿到值。

14、總結(jié)

如果我們弄清楚 ThreadPoolExecutor 的原理之后，線程池的面試題都很簡單，所以建議大家多看看 《ThreadPoolExecutor 源碼解析》這小節(jié)。

以上就是java線程池使用及原理面試題的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于java線程池面試題的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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