Java面试篇基础部分-Java线程池工作原理

news2025/2/22 10:02:13

线程池的出现，主要是用来管理一组线程的工作运行状态，这样可以方便JVM更好的利用CPU资源。

Java线程池的工作原理：JVM先根据用户的参数创建一定数量的可运行的线程任务，并且将这些任务放入到队列中，在线程创建之后，启动这些任务。

如果当线程数超过最大线程数，这个线程数是由用户在创建线程池的时候进行设计的。对于超过数量的线程来说进行等候排队，等待其他线程执行完毕之后，线程池会发现可用的线程，进行再次从队列中获取到任务并执行。

线程池的主要作用是线程复用、线程资源管理、控制操作系统的最大并发数量，从而保证系统的高效运行，这个高效运行时通过线程池内部的资源重复利用来实现。并且通过控制最大并发数保证系统资源的合理利用。

线程的复用

如果我们对于线程进行抽象的话，那么每个Thread类都有一个start()方法，在程序调用到start方法之后线程启动，JVM会调用这个类的run方法。之前提到过，Thread类的run方法其实调用了Runnbale的run方法。所以，继承了Thread类，在start方法中不断循环调用传入的Runnable对象，程序就不断的执行run方法中的代码。

这样的话可以将方法中的Runnbale对象，放入到一个Runnbale的队列中，当线程在获取到下一个Runnbale对象的时候可以进行阻塞，这样可以控制正在执行的线程的数量，也可以有效的保证系统中的线程等待其他正确的线程执行完毕，这样的一个机制就是线程池，可以对队列以及创建的线程资源进行重复的利用。多个Runnbale可以被一个Thread对象重复调用start方法来执行。

线程池的核心组件和核心类

Java中的线程池有如下的几个核心组件组成

线程池管理器：用于创建并且管理线程池
工作线程：线程池中正在执行的具体的任务的线程
任务接口：用来定义工作线程如何调度，如何执行，线程实现了这个接口，才能被线程池认可，进入线程池的管理调度。
任务队列：用来存放需要处理的等待任务，新任务会不断地进入到队列中进行等待，执行完成之后任务会被从队列中移除

Java中线程池机制是通过Executor框架进行实现的
在这里插入图片描述
在框架中用到Executor、Executors、ExecutorService、ThreadPoolExecutor、Callable、Future、FutureTask一些核心类。其中，ThreadPoolExecutor 是用来构建线程的核心，代码如下

 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
   
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }