技术小歌 为什么需要线程池？线程池的底层逻辑是什么？
今天，我们就来一次线程池的深度拆解，从“为什么用”到“怎么用”，从“底层原理”到“生产实践”，让你真正掌握线程池的核心逻辑，下次面试再被问到，自信应对！
一、为什么需要线程池？——“池化思想”的本质
在高并发场景下，频繁创建、销毁线程的开销大到你无法想象。
线程是操作系统级的资源，创建线程需要分配内存、初始化栈空间；销毁线程需要回收资源。如果每次处理一个任务就 new Thread()，任务执行完就销毁线程，在高并发下，线程创建销毁的开销甚至会超过任务执行本身的耗时。
这就是“池化思想”的由来——提前创建一批线程，任务来了直接用，任务执行完线程不销毁，继续等待下一个任务。这和“数据库连接池”“HTTP 连接池”的逻辑完全一致：通过复用资源，降低频繁创建销毁的开销。
二、为什么阿里巴巴禁止用 Executors 创建线程池？
很多程序员习惯用 Executors 的工具方法创建线程池，比如：
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);
但在阿里巴巴《Java 开发手册》中，明确禁止使用 Executors 直接创建线程池。原因很简单：Executors 的实现隐藏了巨大的风险！
我们逐一分析 Executors 的几个方法：
newFixedThreadPool
它创建的线程池核心线程数和最大线程数相等，使用的队列是
LinkedBlockingQueue，而这个队列的默认容量是 Integer.MAX_VALUE（约 21 亿）。如果任务提交速度远大于处理速度，队列会堆积几百万个任务，直接导致内存溢出（OOM）。
newCachedThreadPool
核心线程数为 0，最大线程数是 Integer.MAX_VALUE。如果瞬间涌入大量任务，它会无限制地创建线程，最终导致操作系统线程资源耗尽，系统崩溃。
newSingleThreadExecutor
本质是单线程的线程池，队列同样是 LinkedBlockingQueue（容量 21 亿），一样会因任务堆积引发 OOM。
结论：Executors 的便捷性是以“失控的风险”为代价的。生产环境中，必须手动创建 ThreadPoolExecutor，自己控制队列容量、最大线程数等参数，才能保证系统的稳定性。
三、手动创建线程池：掌握 ThreadPoolExecutor 的 7 大参数
手动创建线程池的核心是 ThreadPoolExecutor 类，它有 7 个核心参数，每个参数都决定了线程池的行为：
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, // 阻塞队列 ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂 RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略 )
我们逐一解读这些参数：
corePoolSize（核心线程数）
线程池长期维持的线程数量，即使这些线程处于空闲状态，也不会被销毁（除非设置了 allowCoreThreadTimeOut）。
maximumPoolSize（最大线程数）
线程池允许创建的最大线程数，当核心线程和队列都满时，会创建非核心线程，直到达到这个数量。
keepAliveTime&unit（空闲线程存活时间）
非核心线程空闲超过这个时间，就会被销毁。核心线程默认不会被销毁，除非设置 allowCoreThreadTimeOut(true)。
workQueue（阻塞队列）
用于存储待执行的任务，当核心线程都在忙碌时，任务会被放入队列等待。常用队列有 LinkedBlockingQueue（有界/无界）、ArrayBlockingQueue（有界）、SynchronousQueue（同步队列，无缓冲）等。
threadFactory（线程工厂）
用于创建线程，可自定义线程名称、优先级、是否为守护线程等。
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handler（拒绝策略）
当线程数达到最大、队列也满时，新提交的任务会触发拒绝策略。
四、线程池的执行流程
很多人对线程池的执行流程存在误解，以为是“核心线程 → 非核心线程 → 队列”，但正确的顺序是：核心线程 → 队列 → 非核心线程 → 拒绝策略。
具体流程如下：
- 任务提交后，先检查核心线程数是否已满。如果未满，直接创建核心线程执行任务。
- 如果核心线程已满，任务会被放入阻塞队列等待。
- 如果队列也满了，才会创建非核心线程（直到达到最大线程数）。
- 如果线程数已达最大，队列也满了，就会触发拒绝策略。
为什么是这个顺序？ 因为线程的创建是有成本的，优先用队列缓冲任务，能避免不必要的线程创建。只有队列满了，才说明任务量确实超过了核心线程的处理能力，这时候再创建非核心线程来分担压力。
五、拒绝策略：任务太多时如何“优雅降级”？
线程池提供了 4 种默认拒绝策略，也支持自定义：
AbortPolicy（默认）：直接抛出RejectedExecutionException异常，明确告知任务被拒绝。适用于“任务不能丢”的场景，调用方可以捕获异常进行重试或补偿。CallerRunsPolicy：由提交任务的线程自己执行该任务。比如主线程提交的任务，就由主线程执行，这会减缓任务提交的速度，起到“削峰”的作用。DiscardPolicy：默默丢弃任务，不抛异常也不做任何处理。适用于“任务可以丢”的场景，比如日志收集。DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务，然后将新任务加入队列。适用于“新任务比旧任务更重要”的场景。
生产实践：如果任务非常重要，还可以自定义拒绝策略，比如将被拒绝的任务写入消息队列或数据库，后续异步处理。
六、线程数该怎么设置？
线程数的设置是线程池调优的关键，盲目设置 10、20 往往会导致性能瓶颈。我们可以根据任务类型来选择策略：
- CPU 密集型任务
（如加密、计算、压缩）：
这类任务主要消耗 CPU，线程数设置为 CPU 核心数 + 1 即可。“+1”是为了防止某个线程因内存页错误等原因暂停时，有备用线程保证 CPU 不空闲。
- IO 密集型任务
（如读写文件、网络请求、数据库查询）：
这类任务大部分时间在等待 IO，CPU 空闲率高，线程数可以设置为 CPU 核心数 × 2 甚至更多。
注意：这只是理论值，实际需要通过压测来调整，找到最优线程数。
七、进阶：从“能用”到“用好”线程池
掌握了以上内容，你已经超越了大部分开发者，但要真正“精通”，还需要关注这些细节：
1. 核心线程的“懒加载”问题
线程池默认是懒加载核心线程的，即只有任务提交时才会创建核心线程。这会导致第一批任务的响应时间较长（因为要先创建线程）。
解决方法：调用 prestartAllCoreThreads() 方法，在创建线程池时就预热所有核心线程。
2. 任务异常处理
- 使用
execute()提交任务时，异常会打印到控制台（System.err），但不会影响其他任务，抛出异常的线程会被销毁，线程池会创建新线程补充。 - 使用
submit()提交任务时，异常会被封装到Future中，必须调用Future.get()才能感知到异常，否则会被“吞掉”。
最佳实践：在任务内部主动添加 try-catch，捕获异常并记录日志，不要依赖线程池的默认处理。
3. 动态调整线程池参数
如果线上系统运行一段时间后，发现线程池参数不合理（如核心线程数太小、队列容量不足），不需要重启应用，可以通过以下方法动态调整：
setCorePoolSize()：调整核心线程数。setMaximumPoolSize()：调整最大线程数。setKeepAliveTime()：调整空闲线程存活时间。
美团的动态线程池框架就是基于这些方法实现的，可根据监控数据自动调优。
4. 优雅关闭线程池
线程池提供两种关闭方法：
shutdown()：“温柔关闭”，不再接收新任务，会执行完队列中及正在执行的任务后关闭。shutdownNow()：“暴力关闭”，立即中断所有正在执行的任务，清空队列，返回未执行的任务列表。
优雅停机流程：先调用 shutdown()，再调用 awaitTermination() 等待任务执行完毕；如果超时仍未完成，再调用 shutdownNow() 强制关闭。
八、总结：真正的“精通线程池”，是理解这些底层逻辑
线程池远不止“创建几个线程执行任务”那么简单，它涉及7 大参数、执行流程、拒绝策略、线程数调优、异常处理、动态调整、优雅关闭等多个维度。
只有把这些底层逻辑吃透，你在简历上写的“精通线程池”才名副其实，面试时也能从容应对面试官的各种追问。
最后，建议你在实际项目中亲手配置一个线程池，结合压测工具（如 JMeter）验证参数的合理性，真正把知识转化为实战能力。
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