什么是线程池
线程池其实是一种池化的技术实现，池化技术的核心思想就是实现资源的复用，避免资源的重复创建和销毁带来的性能开销。线程池可以管理一堆线程，让线程执行完任务之后不进行销毁，而是继续去处理其它线程已经提交的任务。
使用线程池的好处：
- 降低资源消耗：通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗
- 提高响应速度：当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行
- 提高线程的可管理性：线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性
线程池的构造
Java 主要是通过构建 ThreadPoolExecutor 来创建线程池的。构造方法参数如下：
public ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize, // 核心线程数
int maximumPoolSize, // 最大线程数
long keepAliveTime, // 空闲线程存活时间
TimeUnit unit, // 时间单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 任务队列
ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂
RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略
)
corePoolSize：线程池中用来工作的核心线程数量maximumPoolSize：最大线程数，线程池允许创建的最大线程数keepAliveTime：超出 corePoolSize 后创建的线程存活时间workQueue：任务队列，是一个阻塞队列threadFactory：线程池内部创建线程所用的工厂handler：拒绝策略
线程池的运行原理
1. 提交任务时的判断流程
提交任务
↓
线程数 < corePoolSize？
├── 是 → 创建核心线程执行任务
└── 否 → 尝试放入workQueue
├── 成功 → 等待线程空闲获取任务
└── 失败 → 线程数 < maximumPoolSize？
├── 是 → 创建非核心线程执行
└── 否 → 执行拒绝策略
2. 四种拒绝策略
JDK 自带的 RejectedExecutionHandler 实现有 4 种：
| 策略 | 行为 |
|---|---|
AbortPolicy | 丢弃任务，抛出运行时异常（默认） |
CallerRunsPolicy | 由提交任务的线程来执行任务 |
DiscardPolicy | 丢弃这个任务，但是不抛异常 |
DiscardOldestPolicy | 从队列中剔除最先进入队列的任务，然后再次提交任务 |
3. execute 方法核心逻辑
public void execute(Runnable command) {
if (command == null) throw new NullPointerException();
int c = ctl.get();
// 1. 判断是否小于核心线程数
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
// 2. 尝试将任务添加到任务队列中
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
int recheck = ctl.get();
if (!isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
addWorker(null, false);
}
// 3. 尝试添加非核心线程来执行任务
else if (!addWorker(command, false))
reject(command);
}
线程池中线程复用的原理
线程在线程池内部被封装成了一个 Worker 对象，Worker 继承了 AQS，具有锁的特性。
创建线程来执行任务是通过 addWorker 方法。在创建 Worker 对象的时候，会把线程和任务一起封装到 Worker 内部，然后调用 runWorker 方法来让线程执行任务。
final void runWorker(Worker w) {
Thread wt = Thread.currentThread();
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
w.unlock();
try {
// 当有任务或能从队列获取任务时，持续运行
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
w.lock();
try {
beforeExecute(wt, task);
task.run();
afterExecute(task, null);
} finally {
task = null;
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
} finally {
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}
关键点：while (task != null || (task = getTask()) != null) 这个循环让线程不会退出，而是不断从队列获取新任务，实现了线程复用。
自定义线程池的最佳实践
在实际项目中，不建议使用 Executors 工具类创建线程池，而是应该手动创建 ThreadPoolExecutor：
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
10, // 核心线程数
20, // 最大线程数
60L, // 空闲存活时间
TimeUnit.SECONDS, // 时间单位
new LinkedBlockingQueue<>(1000), // 有界队列
new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("business-pool-%d").build(),
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒绝策略
);
注意事项：
- 核心线程数设置：CPU密集型任务设置为 CPU核心数+1，IO密集型任务设置为 CPU核心数*2
- 队列选择：建议使用有界队列，避免OOM
- 拒绝策略：根据业务场景选择合适的拒绝策略
- 线程池命名：便于排查问题
总结
线程池是 Java 并发编程中非常重要的组件，理解其工作原理对于编写高性能的并发程序至关重要。核心要点：
- 线程池通过复用线程来降低资源消耗
ThreadPoolExecutor的核心参数决定了线程池的行为- 任务提交流程：核心线程 → 队列 → 非核心线程 → 拒绝策略
- 线程复用通过
Worker+runWorker的 while 循环实现 - 生产环境建议手动创建线程池，避免使用 Executors