谷粒微服务高级篇学习笔记整理---异步线程池

多线程回顾

多线程实现的4种方式

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1. 继承 Thread 类

通过继承 Thread 类并重写 run() 方法实现多线程。

public class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程运行: " + Thread.currentThread().getName());}
}// 使用
public static void main(String[] args) {MyThread thread = new MyThread();thread.start(); // 启动线程
}

特点：

• 缺点：Java 单继承的限制，无法再继承其他类。
• 适用场景：简单任务，无需共享资源。

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2. 实现 Runnable 接口

实现 Runnable 接口，将任务逻辑写在 run() 方法中。

public class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程运行: " + Thread.currentThread().getName());}
}// 使用
public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(new MyRunnable());thread.start();
}

特点：

• 优点：避免单继承限制，适合资源共享（如多个线程处理同一任务）。
• 推荐场景：大多数情况下优先使用。

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3. 实现 Callable 接口 + Future

通过 Callable 允许返回结果和抛出异常，结合 Future 或 FutureTask 获取异步结果。

import java.util.concurrent.*;public class MyCallable implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {return "执行结果: " + Thread.currentThread().getName();}
}// 使用
public static void main(String[] args) throws Exception {ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();Future<String> future = executor.submit(new MyCallable());System.out.println(future.get()); // 阻塞获取结果executor.shutdown();
}

特点：

• 优点：支持返回值和异常处理。
• 适用场景：需要获取线程执行结果的场景。

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4. 使用线程池（Executor 框架）

通过 Executors 工具类创建线程池，统一管理线程资源。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class ThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) {ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);for (int i = 0; i < 5; i++) {executor.execute(() -> {System.out.println("线程运行: " + Thread.currentThread().getName());});}executor.shutdown();}
}

特点：

• 优点：降低资源消耗，提高线程复用率，支持任务队列和拒绝策略。
• 推荐场景：生产环境首选，高并发任务处理。

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对比与建议

方式	返回值	异常处理	灵活性	资源消耗
继承 Thread	不支持	有限	低	高
实现 Runnable	不支持	有限	高	低
实现 Callable	支持	支持	高	中
线程池（Executor）	支持	支持	最高	最低

建议：

• 优先选择 实现 Runnable/Callable 接口，避免继承局限性。
• 生产环境务必使用 线程池，提升性能并确保稳定性。
• 需要结果时使用 Callable + Future，简单任务用 Runnable。

线程池ExecutorService的7大参数

线程池构造函数

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

参数说明

1. 核心线程数（corePoolSize）

• 作用：线程池中始终保持存活的线程数量（即使空闲）。
• 特点：
  • 默认情况下，核心线程在空闲时不会销毁（除非设置 allowCoreThreadTimeOut(true)）。

2. 最大线程数（maximumPoolSize）

• 作用：线程池允许创建的最大线程数（包括核心线程和非核心线程）。
• 规则：
  • 当任务队列已满且当前线程数小于最大线程数时，会创建新线程处理任务。

3. 线程存活时间（keepAliveTime + unit）

• 作用：非核心线程空闲时的存活时间。unit为时间单位
• 规则：
  • 非核心线程在空闲时间超过 keepAliveTime 后会被销毁。
  • 如果 allowCoreThreadTimeOut(true)，核心线程也会受此时间限制。

4. 任务队列（workQueue）

• 作用：用于存放待执行任务的阻塞队列。
• 常见队列类型：
  • 无界队列：如 LinkedBlockingQueue（默认无界，可能导致 OOM）。
  • 有界队列：如 ArrayBlockingQueue（需指定容量）。
  • 同步移交队列：如 SynchronousQueue（不存储任务，直接移交线程）。

5. 线程工厂（threadFactory）

• 作用：自定义线程的创建方式（如命名、优先级、是否为守护线程等）。
• 默认实现：Executors.defaultThreadFactory()。

6. 拒绝策略（handler）

• 作用：当任务队列已满且线程数达到最大时，如何处理新提交的任务。
• 常见策略：
  • AbortPolicy（默认）：抛出 RejectedExecutionException异常，且不会静默丢弃任务
  • CallerRunsPolicy：由提交任务的线程直接执行任务。
  • DiscardPolicy：静默丢弃新任务。
  • DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最旧的任务，尝试重新提交新任务。

运行流程

1. 线程池创建，准备好 core 数量的核心线程，准备接受任务2. 新的任务进来，用 core 准备好的空闲线程执行。(1)、core满了，就将再进来的任务放入阻塞队列中。空闲的 core 就会自己去阻塞队列获取任务执行(2)、阻塞队列满了，就直接开新线程执行，最大只能开到max指定的数量(3)、max都执行好了。Max-core 数量空闲的线程会在 keepAliveTime指定的时间后自动销毁。最终保持到 core 大小(4)、如果线程数开到了 max的数量，还有新任务进来，就会使用 reject 指定的拒绝策略进行处理3. 所有的线程创建都是由指定的 factory 创建的。

1. 优先级顺序：核心线程 → 任务队列 → 非核心线程 → 拒绝策略。
2. 非核心线程：仅在队列满时创建，空闲超时后销毁。
3. 队列选择：
   • 无界队列：可能导致 OOM（如 LinkedBlockingQueue）。
   • 同步队列：适合高并发快速响应（如 SynchronousQueue）。

常见面试问题：

一个线程池中core 7; max 20; quue 50, 100个并发进来怎么分配：
7个会被立即执行，50个进入阻塞队列，再开13个线程进行执行，剩下的30个就使用拒绝策略

常见4种线程池

A、newCachedThreadPool

创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
core是0，所有都可回收

B、newFixedThreadPool

创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
固定大小，core=max；都不可回收

C、newScheduledThreadPool

创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
定时任务的线程池

D、newSingleThreadExecutor

创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一