Java面试系列之并发编程专题-Java线程池灵魂拷问

2022-11-20 16:54:34

金三银四跳槽季即将来临，想必有些猿友已经蠢蠢欲动在做相关的准备了！在接下来的日子里，笔者将坚持写作、分享Java工程师在面试求职期间的方方面面，包括简历制作、面试场景复现、面试题解答、谈薪技巧以及项目的实战！今天我们来聊聊Java中线程池相关的知识！

在上一篇文章中我们模拟了一个面试场景，灵魂式拷问了Java中Synchronized相关的知识，可以点击链接查看详情：Java面试系列之并发编程专题-Synchronized灵魂拷问

下面我们开撸！值得一提的是，以下内容来自程序员实战基地fightjava.com一位网友最近的面试场景，笔者尝试着将其复现，其中有些是笔者自行整理补充的，若有不对的地方还请多多指正！！

1. 面试官：Java线程池底层是怎么实现的？大概说下

（1）画外音：TND的，一上来就问底层实现原理……真应了那句“面试造火箭，工作拧螺丝”，没办法只能硬着头皮上，既然说“大概说下”，那大概能回答 “工作线程队列”和“任务队列”应该就阔以了！

（2）回答：在Java中，所谓的线程池中的“线程”，其实是被抽象为一个静态内部类Worker，即“工作线程”，它基于AQS（抽象队列同步器）实现、存放在线程池一个成员变量中，其名为：“工作线程队列” HashSet<Worker> workers，而将等待被执行的任务存放在成员变量 “任务队列” workQueue（BlockingQueue<Runnable> workQueue）中;

这样一来，整个线程池实现的基本思想大概就是：从任务队列workQueue中不断取出需要执行的任务，放在工作线程队列Workers中进行处理；

2.面试官：嗯，不错，说一说创建线程池的几个核心构造参数？

（1）画外音：这个倒不难，撸过ThreadPoolExecutor的估计都晓得！

（2）回答： Java中创建线程池其实非常灵活，我们可以通过配置不同的参数，创建出行为不同的线程池，这几个参数包括：

A. corePoolSize：线程池的核心线程数;

B. maximumPoolSize：线程池允许的最大线程数;

C. keepAliveTime：超过核心线程数时闲置线程的存活时间;

D. workQueue：任务执行前保存任务的队列，保存着execute方法待提交的Runnable任务；

附上代码：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              RejectedExecutionHandler handler);

3.面试官：那线程池中的线程是怎么创建的？是一开始就随着线程池的启动就创建好的吗？

（1）画外音：这还是挺考验底层源码阅读能力的，看过ThreadPoolExecutor的创建、executor下的执行方法API 即execute()方法的应该可以回答上！

（2）回答：不是；线程池在创建后执行初始化策略时默认是不启动工作线程Worker的，而是等待有请求到来时才启动，每当我们调用execute()方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：

A.如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，那么马上创建线程运行这个任务；如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，那么将这个任务放入队列workQueue；

如果这时候队列满了，而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize，那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务；

如果队列满了，而且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize，那么线程池会抛出一个拒绝执行的异常RejectExecutionException；只有当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行；

而当一个线程无事可做（也就是空闲）且超过一定的时间（keepAliveTime）时，线程池会判断如果当前运行的线程数大于corePoolSize，那么这个线程就被停掉（销毁线程回收资源的过程），所以当线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到corePoolSize的大小；

4.面试官：你刚刚提到可以通过配置不同的参数创建出不同的线程池，那么Java中默认实现好的线程池又有哪些呢？请比较它们的异同？

（1）画外音：这其实就是考察Executors下几种常见的线程池了，下面的回答有点官方哈！

（2）回答：

A.SingleThreadExecutor线程池：这种线程池只有一个核心线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务；如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它，此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行；其中涉及到的参数含义为：

Executors.newSingleThreadExecutor();

corePoolSize：1，只有一个核心线程在工作；
maximumPoolSize：1；
keepAliveTime：0L；
workQueue：newLinkedBlockingQueue<Runnable>()，其缓冲队列是*的；

B.FixedThreadPool线程池：这种线程池是固定大小的线程池，只有核心线程；每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小；线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程；FixedThreadPool多数是针对一些很稳定很固定的正规并发线程；

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