【多线程初阶五】线程池常考面试题

🌟一、线程池

🌈1、线程池是什么？

🌈2、为什么要使用线程池？

🌈3、怎么使用线程池？

1、使用标准库中的线程池（6种）——>不推荐使用。

2、自定义一个线程池（重点）

🌟一、线程池

🌈1、线程池是什么？

简单理解就是：在线程池中已经存在了一些创建好的线程，只需要往线程池中提交任务即可，当任务被提交到线程池之后，任务就会被自动执行。当程序启动的时候，如果发现有任务就立刻执行，没有任务就阻塞等待。

🌈2、为什么要使用线程池？

线程池最大的好处就是减少频繁创建和销毁线程的系统的开销，从而提高效率。

🌈3、怎么使用线程池？

1、使用标准库中的线程池（6种）——>不推荐使用。

（1）6种方法

public static void main(String[] args) {
        // 1. 用来处理大量短时间工作任务的线程池,如果池中没有可用的线程将创建新的线程，如果线程空闲60秒将收回并移出缓存
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        // 2. 创建一个操作无界队列且固定大小线程池
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        // 3. 创建一个操作无界队列且只有一个工作线程的线程池
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        // 4. 创建一个单线程执行器，可以在给定时间后执行或定期执行。
        ScheduledExecutorService singleThreadScheduledExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        // 5. 创建一个指定大小的线程池，可以在给定时间后执行或定期执行。
        ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        // 6. 创建一个指定大小（不传入参数，为当前机器CPU核心数）的线程池，并行地处理任务，不保证处理顺序
        Executors.newWorkStealingPool();
    }

❓面试题1：如何自定义线程池？创建线程池时构造方法的参数及含义？（重点）

（1）通过工厂方法获取的线程池，最终都是ThreadPoolExecutor对象。通过创建（new）一个 ThreadPoolExecutor的对象自定义线程池。

（2）参数含义

1️⃣corePoolSize：核心线程数，创建线程池时包含的最小线程数量。（一次性全部创建完成）

2️⃣maxminPoolSize：最大线程数。当线程不够用时，允许系统可以创建的最多线程数（最大线程数-核心线程数）。

3️⃣keepAliveTime：临时线程空闲的时长。

4️⃣Timeunit unit：空闲的时间单位和keepAliveTime一起使用。

5️⃣BlockingQueue：存放任务的阻塞队列。

6️⃣threadfactory：线程工厂，规定了怎么去创建线程。用系统默认的就行。

7️⃣RejectedExecutionHander hander：拒绝策略，触发时机：当线程池处理不了过多的任务时。

理解上述过程：

🌰1：吃火锅~

（1）火锅店一共有10张桌子（对应核心线程数）；

（2）中午2.00去，店里没有人，随便坐，此时店里的桌子足够招待客人；（对应：当任务量较小时，核心线程完全可以处理）

（3）到了下午5/6点，到饭点了，来吃饭的人逐渐增多，此时10张桌子就已经坐满了（对应：核心线程数已满）；

（4）再来的顾客就要排号（对应：往阻塞队列里面添加任务）

（5）当顾客人数越来越多，老板就在店门口加了5张桌子（对应：创建的临时线程数）

（6）当顾客慢慢吃完了，也没有新来的排号的顾客时，门口的5张桌子就空闲下来了，说明店里的10张桌子完全可以处理顾客的人数；

（7）当老板等待30min后（对应：线程的空间时间和时间单位）仍然没有新来的顾客，门口的桌子用不上了，那就可以收回了（对应：回收临时线程）

（8）当在用餐高峰期，门口的桌子也用完了，那对于新来的顾客执行拒绝策略。

上述过程总结：

❓面试题2：描述一下线程池的工作原理？（上述7个参数是如何搭配使用的？）（重点）

（1）当任务添加到线程池中，先判断当前任务数是否大于核心线程数；

（2）如果任务数小于等于核心线程数，则直接执行任务，否则加入阻塞队列中等待；

（3）当阻塞队列满了之后，按照指定的最大线程数创建临时线程（最大线程数-核心线程数）；

（4）当阻塞队列满了之后，而且临时线程也已经创建完成，再次提交任务的时候，就会执行拒绝策略

（5）当任务量减少且核心线程数完全够执行，临时线程达到一定的空间时长之后就会被回收。

理解拒绝策略：

❓问题3：为什么不推荐使用系统自带的线程池？

❓ 面试题3：创建线程池的时候，指定的核心线程数一般是多少比较合适？

（1）这个没有一个准确的答案，要根据业务场景和计算机配置来决定；

（2）对于计算密集型的程序，那么线程数可以适当的增大；对于IO密集型的程序，取决于磁盘的读写效率，线程数过大也不会提高程序的效率；

（3）还需要考虑COU的核心数量是多少；

（4）最终要通过测试对比，来确定一个合适的线程数。

（2）演示使用JDK提供的方法实现线程池

（1）创建线程

（2）提交线程

threadPool.submit（）；

//模拟实现线程池：一共有10个任务，线程池有3个线程。将任务提交到线程池，期望输出结果：每次这10个线程都是由线程池中的三个线程执行的。
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //1、创建一个大小为3的线程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        //2、提交任务到线程池
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int taskId = i;
            //3、表示要执行的任务
            threadPool.submit(()->{
                System.out.println("正在执行任务"+taskId+","+Thread.currentThread().getName());
            });
        }
        //4、等待任务执行
        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        System.out.println("任务执行结束");
    }

2、自定义一个线程池（重点）

🍀 创建一个线程池需要满足的条件：

（1）需要提交任务到线程池，那么就要有一种数据结构来保存我们提交的任务；（考虑用阻塞队列实现）

（2）创建线程时需要指定初始线程数量，这些线程不停的扫描阻塞队列，一旦有任务就立刻执行。(可以考虑用线程池对象的构造方法，接收要创建线程的数据，并在构造方法中完成线程的创建)

自定义实现线程池：

public class a03_MyThreadPool {
    //目标：用阻塞队列模拟线程池（创建一些线程表示线程池中已有的工作线程），往线程池中提交任务后，任务被工作线程执行
    //1、定义一个阻塞队列（就代表线程池）,初始化容量为3。--------不理解。注意类型为Runnable
    BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>(3);
    //2、核心方法：对外提供一个方法，用来往线程池中提交任务
    public void submit(Runnable task) throws InterruptedException {
        queue.put(task);
    }
    //3、构造方法中，就要创建一些工作线程，让这些工作俩执行上述提交的任务
    public a03_MyThreadPool(int capacity){
        if(capacity <= 0){
            throw new RuntimeException("线程池的数量不能小于0");
        }
        //4、在线程池中创建一些工作线程(创建的个数就是初始化线程池给定的容量数)
        for (int i = 0; i < capacity; i++) {
            Thread thread= new Thread(()->{
                //5、不停的扫描
                while (true){
                    try {
                        //6、取出提交的任务，并执行
                        Runnable task = queue.take();
                        task.run();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
            //7、启动线程
            thread.start();
        }
    }
}

测试类：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //1、创建一个大小为3的线程池
        a03_MyThreadPool threadPool = new a03_MyThreadPool(3);
        //2、提交任务到线程池
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int taskId = i;
            //3、表示要执行的任务
            threadPool.submit(()->{
                System.out.println("正在执行任务"+taskId+","+Thread.currentThread().getName());
            });
        }
        //4、等待任务执行
        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        System.out.println("任务执行结束");
    }

执行结果：