java线程池面试题

问题1：什么是线程池？为什么要使用线程池？

• 线程池（Thread Pool） 是一种管理和重用线程的机制，它包含一组可用于执行任务的线程。线程池的主要目的是避免创建和销毁线程的开销，以及控制并发线程的数量，以防止资源耗尽和性能下降。
• 使用线程池的原因：
  1. 降低线程创建销毁的开销： 创建和销毁线程是昂贵的操作，线程池通过重用线程可以减少这些开销。
  2. 控制并发度： 线程池可以限制同时执行的线程数量，避免资源过度占用。
  3. 提高响应速度： 可以更快地启动执行任务，因为线程已经准备好。
  4. 提供线程管理和监控： 线程池提供了管理和监控线程执行的机制，便于调优和故障排除。

问题2：Java中线程池的实现方式有哪些？

答： Java中线程池的实现方式主要有以下几种：

1. java.util.concurrent.Executors工厂类： Java提供了Executors工厂类，可以方便地创建不同类型的线程池，如FixedThreadPool、CachedThreadPool、SingleThreadPool等。
2. ThreadPoolExecutor类： 可以直接使用ThreadPoolExecutor类来创建自定义线程池，以满足特定需求。
3. ForkJoinPool： 用于支持并行计算的线程池，通常用于处理分治任务。
4. Spring框架的线程池： Spring框架也提供了对线程池的支持，可以在Spring配置文件中定义和配置线程池。

问题3：Java中常见的线程池类型有哪些？

答： Java中常见的线程池类型包括：

1. FixedThreadPool（固定线程池）： 该线程池固定线程数量，不会增加或减少线程，适用于执行数量已知的任务。
2. CachedThreadPool（缓存线程池）： 该线程池可以根据需要创建新线程，适用于执行大量的短期任务。
3. SingleThreadPool（单线程池）： 该线程池只有一个线程，用于按顺序执行任务。
4. ScheduledThreadPool（定时线程池）： 该线程池用于定时执行任务，例如定时任务调度。
5. WorkStealingPool（工作窃取线程池）： 用于支持任务的分治和并行计算，通常用于处理复杂的并行任务。
6. CachedThreadPool（缓存线程池）： 该线程池可以根据需要创建新线程，适用于执行大量的短期任务。

问题4：如何设置线程池的核心线程数和最大线程数？

• 核心线程数（Core Pool Size）： 核心线程数是线程池中保持活动状态的最小线程数。当有新任务提交时，线程池会首先创建核心线程来执行任务，即使线程池中有空闲的线程。
• 最大线程数（Maximum Pool Size）： 最大线程数是线程池允许的最大线程数。当任务数量超过核心线程数并且工作队列已满时，线程池会创建新线程，但不会超过最大线程数。

设置核心线程数和最大线程数通常通过线程池的构造函数或相关的配置参数来实现。例如，使用ThreadPoolExecutor类时可以通过构造函数参数来设置。

问题5：线程池中的工作队列有哪些类型？

答： 线程池中的工作队列类型有以下几种：

1. 无界队列（Unbounded Queue）： 无界队列可以无限制地接受任务，直到内存耗尽。LinkedBlockingQueue是一个常见的无界队列。
2. 有界队列（Bounded Queue）： 有界队列有限制接受任务的数量，当队列满时，线程池会根据策略拒绝新任务。ArrayBlockingQueue是一个常见的有界队列。
3. 同步移交队列（Synchronous Queue）： 同步移交队列不存储任务，而是直接将任务移交给线程。如果没有空闲线程可接受任务，将会创建新线程。SynchronousQueue是一个常见的同步移交队列。
4. 优先级队列（Priority Queue）： 优先级队列按任务的优先级来执行任务，高优先级的任务先执行。PriorityBlockingQueue是一个常见的优先级队列。

问题6：线程池中的任务执行顺序是什么？

答： 线程池中的任务执行顺序取决于线程池的类型和工作队列类型：

• FixedThreadPool（固定线程池）： 该线程池会按照任务的提交顺序依次执行，因为它的核心线程数是固定的，没有线程竞争。
• CachedThreadPool（缓存线程池）： 该线程池会尽可能地复用线程，任务的执行顺序可能不同于提交顺序，取决于线程的可用性。
• SingleThreadPool（单线程池）： 该线程池只有一个线程，任务会按照提交的顺序依次执行，保持了任务的顺序性。
• ScheduledThreadPool（定时线程池）： 该线程池用于定时执行任务，任务的执行顺序与定时规则相关。
• WorkStealingPool（工作窃取线程池）： 该线程池用于处理分治任务，任务的执行顺序与任务的分治策略相关。

在有界队列和同步移交队列中，任务的执行顺序通常是按照提交顺序执行，但当队列满时，可能会触发线程的创建或任务的拒绝策略。

问题7：线程池的拒绝策略有哪些？

答： 当线程池中的工作队列已满且无法继续接受新任务时，线程池可以采取不同的拒绝策略来处理新任务。Java中的线程池提供了以下几种拒绝策略：

1. AbortPolicy（默认策略）： 默认策略会直接抛出RejectedExecutionException异常，表示拒绝接受新任务。
2. CallerRunsPolicy： 在默认策略拒绝任务后，会使用提交任务的线程来执行被拒绝的任务。这可以降低任务的提交速度。
3. DiscardPolicy： 该策略会默默地丢弃被拒绝的任务，不做任何处理。
4. DiscardOldestPolicy： 该策略会丢弃最早提交但尚未执行的任务，然后尝试再次提交被拒绝的任务。

可以根据应用程序的需求和性能要求选择合适的拒绝策略。

问题8：如何监控和调优线程池？

答： 监控和调优线程池是保持应用程序性能的重要步骤。以下是一些监控和调优线程池的方法和工具：

1. 使用ThreadPoolExecutor的方法： ThreadPoolExecutor提供了一些方法来获取线程池的状态信息，如getActiveCount、getCompletedTaskCount、getLargestPoolSize等。可以定期检查这些信息来监控线程池的性能。
2. 使用JMX（Java Management Extensions）： 可以通过JMX来监控和管理Java应用程序的线程池。JVM提供了相关的MBeans来获取线程池的状态信息。
3. 使用性能分析工具： 使用性能分析工具如VisualVM、JProfiler、YourKit等来分析线程池的性能和瓶颈。
4. 根据应用程序负载调整线程池参数： 根据应用程序的负载和性能需求，调整线程池的核心线程数、最大线程数、工作队列类型、拒绝策略等参数。
5. 日志和监控系统： 记录线程池的日志，并使用监控系统来实时监测线程池的性能，以便及时发现和解决问题。

问题9：什么是线程池的线程复用？

答： 线程池的线程复用是指线程池在执行完一个任务后不会销毁线程，而是将线程保留在池中以便重用。线程复用可以减少创建和销毁线程的开销，提高了线程的利用率。线程池会将执行完任务的线程放回池中，以便下次执行任务时可以重用，而不是每次都创建新线程。这种机制有助于降低系统资源消耗，提高性能。

问题10：线程池的优势和劣势是什么？

1. 降低线程创建销毁开销： 通过线程复用，减少了线程创建和销毁的开销。
2. 控制并发度： 可以限制同时执行的线程数量，避免资源过度占用。
3. 提高响应速度： 可以更快地启动执行任务，因为线程已经准备好。
4. 提供线程管理和监控