Java线程池ThreadPoolExecutor使用教程

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ThreadPoolExecutor可自定义线程池参数以优化性能和避免OOM。1.核心参数包括corePoolSize、maximumPoolSize、keepAliveTime、unit、workQueue、threadFactory和handler。2.示例配置：2核心线程，4最大线程，60秒超时，LinkedBlockingQueue(10)队列，自定义线程工厂和CallerRunsPolicy策略。3.队列选型影响行为，推荐有界队列防内存溢出；拒绝策略应根据业务选择。4.需监控活跃线程、完成任务数和队列长度，并通过shutdown()与awaitTermination()实现优雅关闭。合理配置可提升并发性能并防止资源耗尽。

在Java中，ThreadPoolExecutor 是 java.util.concurrent 包提供的一个可扩展的线程池实现，允许开发者灵活地自定义线程池的行为。相比于使用 Executors 工具类创建的默认线程池，直接使用 ThreadPoolExecutor 可以更好地控制资源、避免潜在风险（如 OOM），并适配具体业务场景。

理解 ThreadPoolExecutor 的核心参数

ThreadPoolExecutor 提供了多个构造函数，最完整的一个包含以下7个参数：

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

• corePoolSize：核心线程数。即使空闲，这些线程也不会被销毁（除非设置了 allowCoreThreadTimeOut）。
• maximumPoolSize：最大线程数。当任务队列满时，线程池会创建新线程直到达到此上限。
• keepAliveTime：非核心线程的空闲存活时间。超过 corePoolSize 的线程在空闲超过该时间后会被终止。
• unit：keepAliveTime 的时间单位，如 TimeUnit.SECONDS。
• workQueue：用于保存等待执行任务的阻塞队列。
• threadFactory：用于创建新线程的工厂，可以自定义线程名称、优先级等。
• handler：拒绝策略，当线程池和队列都满时，新任务将被拒绝。

如何自定义一个线程池

下面是一个典型的自定义线程池示例，适用于处理大量短时异步任务：

import java.util.concurrent.*;

// 自定义线程池
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    2,                    // 核心线程数
    4,                    // 最大线程数
    60L,                  // 非核心线程超时时间
    TimeUnit.SECONDS,     // 时间单位
    new LinkedBlockingQueue<>(10), // 任务队列容量为10
    new CustomThreadFactory("MyTask"), // 自定义线程工厂
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒绝策略
);

其中，CustomThreadFactory 示例：

static class CustomThreadFactory implements ThreadFactory {
    private final String namePrefix;
    private int threadNumber = 1;

    CustomThreadFactory(String name) {
        this.namePrefix = "thread-" + name + "-";
    }

    @Override
    public Thread newThread(Runnable r) {
        Thread t = new Thread(r, namePrefix + threadNumber++);
        t.setDaemon(false); // 非守护线程
        t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
        return t;
    }
}

选择合适的任务队列和拒绝策略

任务队列的选择直接影响线程池行为：

• LinkedBlockingQueue：无界队列，可能导致内存溢出。建议指定容量。
• ArrayBlockingQueue：有界队列，需设置合理容量，配合最大线程数使用。
• SynchronousQueue：不存储元素，每个插入必须等待取出，适合高并发短任务。
• DelayQueue：延迟执行任务，适用于定时调度。

常见拒绝策略：

• AbortPolicy：抛出 RejectedExecutionException（默认）。
• CallerRunsPolicy：由提交任务的线程直接执行任务，减缓提交速度。
• DiscardPolicy：静默丢弃任务。
• DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务，重试提交当前任务。

监控与关闭线程池

良好的线程池管理包括运行状态监控和优雅关闭：

// 提交任务
executor.submit(() -> {
    System.out.println("Task running on " + Thread.currentThread().getName());
});

// 关闭线程池
executor.shutdown(); // 不再接受新任务

// 等待所有任务完成，最多等待60秒
try {
    if (!executor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
        executor.shutdownNow(); // 强制中断
    }
} catch (InterruptedException e) {
    executor.shutdownNow();
    Thread.currentThread().interrupt();
}

可通过以下方法获取运行状态：

• getActiveCount()：当前活跃线程数
• getCompletedTaskCount()：已完成任务数
• getQueue().size()：等待执行的任务数

基本上就这些。通过合理配置参数，ThreadPoolExecutor 能有效提升系统并发性能并防止资源耗尽。关键在于根据实际负载评估核心线程数、队列大小和拒绝策略，避免盲目使用默认配置。

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