什么是Java线程池
Java线程池是Java并发编程中最重要的工具之一，它通过复用线程来减少线程创建和销毁的开销，提高系统性能。线程池的核心思想是将任务提交与任务执行分离，通过预先创建一定数量的线程来处理任务请求。
线程池的优势
- 降低资源消耗：通过重用已创建的线程，减少线程创建和销毁的开销
- 提高响应速度：任务到达时可以直接执行，无需等待线程创建
- 提高线程可管理性：可以统一分配、调优和监控线程资源
- 防止系统过载：通过拒绝策略防止因线程过多导致系统崩溃
Java线程池的核心参数
Java线程池的配置主要通过ThreadPoolExecutor类的构造函数来实现，以下是7个关键参数：
1. corePoolSize（核心线程数）
corePoolSize是线程池中保持存活的最小线程数量，即使这些线程处于空闲状态。当新任务提交时：
- 如果当前线程数小于
corePoolSize，即使存在空闲线程，也会创建新线程 - 默认情况下，核心线程会一直存活，除非设置
allowCoreThreadTimeOut
最佳实践：
- CPU密集型任务：建议设置为CPU核心数+1
- IO密集型任务：建议设置为CPU核心数×2
2. maximumPoolSize（最大线程数）
maximumPoolSize是线程池允许创建的最大线程数量。当工作队列已满且当前线程数小于maximumPoolSize时，线程池会创建新线程处理任务。
配置建议：
- 需要根据系统资源和任务特性合理设置
- 设置过大可能导致资源耗尽，设置过小无法充分利用系统资源
3. keepAliveTime（线程空闲时间）
当线程数超过corePoolSize时，多余的空闲线程在终止前等待新任务的最长时间。如果超过这个时间仍然没有新任务，这些线程将被终止。
注意事项：
- 单位可以是纳秒、微秒、毫秒或秒
- 默认只对超过corePoolSize的线程生效
- 如果allowCoreThreadTimeOut为true，则也适用于核心线程
4. unit（时间单位）
keepAliveTime参数的时间单位，可选值包括：
- TimeUnit.NANOSECONDS
- TimeUnit.MICROSECONDS
- TimeUnit.MILLISECONDS
- TimeUnit.SECONDS
- TimeUnit.MINUTES
- TimeUnit.HOURS
- TimeUnit.DAYS
5. workQueue（工作队列）
用于保存等待执行的任务的阻塞队列，常见实现类有：
- ArrayBlockingQueue：基于数组的有界队列
- LinkedBlockingQueue：基于链表的无界队列（默认容量为Integer.MAX_VALUE）
- SynchronousQueue：不存储元素的队列，每个插入操作必须等待一个移除操作
- PriorityBlockingQueue：具有优先级的无界队列
队列选择策略：
- 需要控制并发量：使用有界队列
- 需要快速响应：使用SynchronousQueue
- 需要任务优先级：使用PriorityBlockingQueue
6. threadFactory（线程工厂）
用于创建新线程的工厂，可以自定义线程的名称、优先级、守护状态等。
自定义示例：
```java
ThreadFactory customThreadFactory = r -> {
Thread thread = new Thread(r);
thread.setName("custom-pool-" + thread.getId());
thread.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
thread.setDaemon(false);
return thread;
};
### 7. handler（拒绝策略）
当线程池和工作队列都达到最大容量时，新提交的任务将触发拒绝策略。Java提供了4种内置策略：
1. **AbortPolicy**（默认）：抛出`RejectedExecutionException`
2. **CallerRunsPolicy**：由提交任务的线程直接执行该任务
3. **DiscardPolicy**：直接丢弃任务，不做任何处理
4. **DiscardOldestPolicy**：丢弃队列中最旧的任务，然后尝试重新提交当前任务
## Java线程池参数配置实战
### CPU密集型任务配置
```java
int corePoolSize = Runtime.getRuntime().availableProcessors() + 1;
int maxPoolSize = corePoolSize * 2;
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
corePoolSize,
maxPoolSize,
60L,
TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingQueue<>(1000),
Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);
IO密集型任务配置
int corePoolSize = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;
int maxPoolSize = corePoolSize * 2;
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
corePoolSize,
maxPoolSize,
60L,
TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<>(),
Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
);
常见问题与解决方案
线程池参数配置不当的后果
- 核心线程数过小：导致任务排队等待，响应延迟
- 最大线程数过大：消耗过多系统资源，可能导致OOM
- 队列容量过大：内存占用高，任务响应延迟
- 拒绝策略不当：可能导致重要任务丢失或系统不稳定
监控线程池状态
可以通过以下方法监控线程池状态：
// 获取当前线程数
int activeCount = executor.getActiveCount();
// 获取已完成任务数
long completedTaskCount = executor.getCompletedTaskCount();
// 获取任务队列中的任务数
int queueSize = executor.getQueue().size();
// 获取池中曾经同时存在的最大线程数
int largestPoolSize = executor.getLargestPoolSize();
高级配置技巧
动态调整线程池参数
在Java 7+中，可以通过ThreadPoolExecutor的以下方法动态调整参数：
// 动态修改核心线程数
executor.setCorePoolSize(newCorePoolSize);
// 动态修改最大线程数
executor.setMaximumPoolSize(newMaximumPoolSize);
// 动态修改空闲时间
executor.setKeepAliveTime(newKeepAliveTime, TimeUnit.SECONDS);
自定义拒绝策略
实现RejectedExecutionHandler接口创建自定义拒绝策略：
public class CustomRejectionPolicy implements RejectedExecutionHandler {
@Override
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
// 自定义处理逻辑
if (!executor.isShutdown()) {
System.out.println("Task rejected: " + r.toString());
// 可以记录日志或发送告警
}
}
}
总结
合理配置Java线程池参数是优化并发性能的关键。通过理解corePoolSize、maximumPoolSize、keepAliveTime、workQueue等核心参数的含义和相互关系，结合具体业务场景选择合适的配置，可以显著提高系统性能和稳定性。同时，动态调整和监控线程池状态也是生产环境中不可或缺的实践。
