Java 线程池基础知识

一、线程池的主要核心参数：

CORE_POOL_SIZE:
- 核心线程数，设置为JVM可用的处理器核心数
- 这些线程会一直存活，即使处于空闲状态
MAX_POOL_SIZE:
- 最大线程数
- 当队列满且核心线程都在忙时，会创建新线程直到达到此上限
QUEUE_CAPACITY:
- 工作队列的容量
- 在核心线程都忙时，新任务会先进入队列而不是创建新线程
KEEP_ALIVE_TIME:
- 非核心线程的空闲存活时间，设置为1秒
- 超过核心线程数的线程在空闲超过此时间后会被终止
TimeUnit:
- 存活时间的单位
workQueue
- 使用有界队列来存储等待执行的任务
RejectedExecutionHandler:
- CallerRunsPolicy 默认策略，直接抛出异常
- DiscardPolicy 静默丢弃，不抛异常
- DiscardOldestPolicy 丢弃队列最旧任务，再尝试提交新任务
- CallerRunsPolicy 调用者线程自己执行任务
- 自定义拒绝策略
  - 如果内置策略不满足需求，可以实现 RejectedExecutionHandler 接口自定义策略：
```
ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize,maxPoolSize,keepAliveTime,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<>(capacity),(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) -> {// 自定义逻辑，如记录日志、降级处理等System.err.println("Task rejected: " + r);}
);
```

二、四种常用的线程池

但是Java 通过 Executors 类提供了四种常用的线程池实现，每种都有其特定的使用场景和优缺点。

1. FixedThreadPool（固定大小线程池）

创建方式：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(nThreads);public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

优点：

线程数量固定，可以控制最大并发数
适用于负载较重的服务器环境
线程不会被回收，减少了线程创建销毁的开销
任务队列无界，可以接收大量任务

缺点：

使用无界队列（LinkedBlockingQueue），可能导致内存溢出
如果线程因异常终止，会创建新线程替代
不适合任务执行时间差异很大的场景

适用场景：

需要限制线程数量的场景
CPU密集型任务

2. CachedThreadPool（可缓存线程池）

创建方式：

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();public static ExecutorService newCachedThreadPool() {return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>());
}

优点：

线程数量几乎无限制（Integer.MAX_VALUE）
空闲线程会被回收（默认60秒）
自动扩展线程池大小应对突发流量
使用SynchronousQueue，任务不会被排队,它是一个零容量队列（一个不存储元素的阻塞队列）。

缺点：

线程数量无限制可能导致系统资源耗尽
不适合处理执行时间较长的任务
大量短任务可能导致频繁创建销毁线程

适用场景：

大量短生命周期的异步任务
负载较轻的服务器
IO密集型任务

3. SingleThreadExecutor（单线程线程池）

创建方式：

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

优点：

保证所有任务按提交顺序执行
不需要处理线程同步问题
线程异常终止后会创建新线程继续执行

缺点：

性能低下，无法利用多核CPU
使用无界队列，可能内存溢出
一个任务阻塞会影响后续所有任务

适用场景：

需要任务顺序执行的场景
不需要并发性的任务
日志处理等顺序性要求高的任务

4. ScheduledThreadPool（定时任务线程池）

创建方式：

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(corePoolSize);public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);}public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,new DelayedWorkQueue());}

优点：

支持定时及周期性任务执行
可以替代Timer类，功能更强大
线程数固定，不会无限增长
异常处理比Timer更可靠

缺点：

复杂定时任务逻辑实现较复杂
执行时间较长的任务可能影响后续任务
使用DelayedWorkQueue，任务过多可能内存溢出

适用场景：

需要定时执行的任务
周期性任务（如心跳检测）
需要延迟执行的任务

总结对比

线程池类型	核心线程数	最大线程数	工作队列	线程存活时间	适用场景
FixedThreadPool	固定	固定	LinkedBlockingQueue	无	CPU密集型
CachedThreadPool	0	Integer.MAX_VALUE	SynchronousQueue	60秒	短生命期IO密集型
SingleThreadExecutor	1	1	LinkedBlockingQueue	无	顺序执行任务
ScheduledThreadPool	固定	Integer.MAX_VALUE	DelayedWorkQueue	无	定时/周期性任务