高频Java考点第三篇【Java线程】（高质量）

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创建线程的方式
如何处理线程异常呢？
start()和run()方法的区别
sleep() 、join()、yield()有什么区别
线程和进程的区别
什么是线程安全？如何确保线程安全？
线程的生命周期
如何停止java线程？
java创建线程池有哪些方式？
线程池有哪些拒绝策略？
如何自定义拒绝策略？
在实际开发中，线程池的核心参数如何选择？
详细描述一下线程池ThreadPoolExecutor的实现原理？

Java线程

创建线程的方式

1、继承 Thread 类：
继承 Thread 类是创建线程的一种方法。要实现这种方式，你需要创建一个新的类，该类继承自 Thread 类，然后重写 run() 方法。这个 run() 方法将包含线程的执行逻辑。创建一个该类的实例并调用 start() 方法，将启动一个新的线程并执行 run() 方法中的代码。

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        // 线程执行逻辑
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start(); // 启动线程
    }
}

2、实现 Runnable 接口：
实现 Runnable 接口是另一种创建线程的方法。这种方法需要创建一个新的类，实现 Runnable 接口，并实现 run() 方法。然后，创建一个 Thread 对象，将实现了 Runnable 接口的类的实例作为参数传递给 Thread 构造函数。最后，调用 Thread 对象的 start() 方法启动线程。

class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        // 线程执行逻辑
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start(); // 启动线程
    }
}

3、实现 Callable 接口：
实现 Callable 接口是创建线程的另一种方法，这种方法允许线程有返回值并且可以抛出异常。要使用这种方法，首先创建一个类实现 Callable 接口，然后实现 call() 方法。接着，创建一个 FutureTask 对象，将实现了 Callable 接口的类的实例作为参数传递给 FutureTask 构造函数。最后，创建一个 Thread 对象，将 FutureTask 对象作为参数传递给 Thread 构造函数，并调用 Thread 对象的 start() 方法启动线程。

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;

class MyCallable implements Callable<Integer> {
    public Integer call() throws Exception {
        // 线程执行逻辑，返回值为 Integer 类型
        return 42;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyCallable myCallable = new MyCallable();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(myCallable);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start(); // 启动线程
        try {
            Integer result = futureTask.get(); // 获取线程返回值
            System.out.println("线程返回值：" + result);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4、使用线程池（ExecutorService）：
线程池是一种创建和管理线程的方法，它允许我们限制线程的数量并重用线程。使用线程池可以提高性能，因为它避免了为每个任务创建新线程的开销。要使用线程池，首先创建一个实现了 Runnable 或 Callable 接口的类，然后使用 Executors 类创建一个线程池实例，接着使用线程池的 execute() 方法（对于 Runnable 任务）或 submit() 方法（对于 Callable 任务）将任务提交给线程池执行。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        // 线程执行逻辑
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2); // 创建一个包含2个线程的线程池
        executorService.execute(myRunnable); // 提交任务给线程池执行
        executorService.shutdown(); // 关闭线程池（等待所有任务执行完毕后）
    }
}

这四种方法是 Java 中常见的创建线程的方式。实际应用中，更推荐使用线程池（ExecutorService），因为它可以有效地管理和控制线程资源，提高程序性能。使用线程池有以下优势：

1. 资源复用：线程池中的线程可以被多个任务重用，避免了频繁创建和销毁线程的开销。
2. 更好的控制线程数量：可以根据系统资源和需求创建合适数量的线程，避免大量线程争抢资源导致的性能下降。
3. 任务调度：线程池提供了任务队列，能够对任务进行排队和调度，方便管理任务执行顺序。
4. 更好的资源管理：可以根据实际需要调整线程池的大小，以适应不同的负载情况。
5. 提高程序稳定性：通过线程池，可以防止程序因为线程数量过多而导致的内存溢出问题，从而提高程序的稳定性。

以下是这四种创建线程方式的比较：

1、继承 Thread 类：

• 优点：代码相对简单，易于理解。
• 缺点：Java不支持多继承，因此如果一个类已经继承了其他类，则无法使用这种方法。此外，这种方法在创建多个线程时可能导致性能下降，因为每次都需要创建新的线程实例。

2、实现 Runnable 接口：

• 优点：允许多继承，因为 Java 支持实现多个接口。这种方式相较于继承 Thread 类更具灵活性。
• 缺点：这种方法同样在创建多个线程时可能导致性能下降，因为每次都需要创建新的线程实例。另外，Runnable 接口的 run()
  方法没有返回值，也不能抛出受检异常。

3、实现 Callable 接口：

• 优点：与实现 Runnable 接口类似，Callable接口允许多继承。它还允许线程有返回值，并且可以抛出受检异常。这使得我们能够在多线程环境中更好地处理错误和异常。
• 缺点：使用起来相对复杂，需要借助 FutureTask对象获取返回值。与前两种方法相同，这种方法在创建多个线程时可能导致性能下降，因为每次都需要创建新的线程实例。

4、使用线程池（ExecutorService）：

• 优点：线程池允许我们限制线程的数量并重用线程。这可以提高性能，因为它避免了为每个任务创建新线程的开销。线程池还提供了任务队列，可以对任务进行排队和调度。此外，线程池允许我们更好地管理和控制线程资源。
• 缺点：相较于其他方法，使用线程池的代码可能较为复杂。线程池的创建和配置需要更多的精细控制，以确保线程池的性能和稳定性。

总结：

• 对于简单的、短暂的任务，可以使用继承 Thread 类或实现 Runnable 接口的方法。
• 对于需要返回值或者抛出异常的任务，可以使用实现 Callable 接口的方法。
• 对于处理大量任务或者长时间运行的应用，推荐使用线程池（ExecutorService）来创建和管理线程。

如何处理线程异常呢？

1、在 run() 方法内部捕获异常（仅适用于 Runnable 接口）：
如果线程是通过实现 Runnable 接口创建的，可以在 run() 方法内部使用 try-catch 语句捕获异常。
示例：

class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        try {
            // 线程执行逻辑
        } catch (Exception e) {
            // 处理异常
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2、使用 Callable 接口和 Future（可以处理受检异常）：
如果线程是通过实现 Callable 接口创建的，call() 方法允许抛出异常。你可以在调用 Future.get() 方法时使用 try-catch 语句捕获异常。
示例：

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

class MyCallable implements Callable<Integer> {
    public Integer call() throws Exception {
        // 线程执行逻辑，可能抛出异常
        return 42;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyCallable myCallable = new MyCallable();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(myCallable);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();
        try {
            Integer result = futureTask.get(); // 获取线程返回值，可能抛出异常
            System.out.println("线程返回值：" + result);
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            // 处理异常
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3、使用 Thread.UncaughtExceptionHandler：
对于未捕获的异常，可以使用 Thread.UncaughtExceptionHandler 接口来处理。为线程设置一个未捕获异常处理器，当线程中抛出未捕获的异常时，处理器的 uncaughtException() 方法将被调用。
示例：

class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        // 线程执行逻辑，可能抛出异常
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);

        thread.setUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
                // 处理异常
                System.out.println("线程 " + t.getName() + " 发生异常: " + e.getMessage());
            }
        });

        thread.start();
    }
}

以上是处理线程异常的常见方法。在实际应用中，根据线程创建方式和需求选择合适的异常处理方法。通常，在 run() 或 call() 方法内部捕获异常是最简单的做法，但对于更复杂的场景，使用Thread.UncaughtExceptionHandler 可能更合适。

start()和run()方法的区别

在 Java 中，start() 和 run() 方法都与线程的执行有关，但它们的作用和使用方式有明显的区别：

1、start() 方法：

• start() 方法是 Thread 类的一个实例方法，用于启动一个新的线程并执行该线程的 run() 方法。
• 调用 start() 方法时，Java 虚拟机会为新线程分配必要的资源，然后调用 run() 方法执行线程的任务。这个过程是异步的，也就是说，start() 方法会立即返回，不会等待 run() 方法执行完毕。
• 每个线程对象的 start() 方法只能调用一次。如果尝试多次调用同一个线程对象的 start() 方法，会抛出
  IllegalThreadStateException 异常。

2、run() 方法：

• run() 方法通常是在实现 Runnable 接口或继承 Thread 类时需要重写的方法，用于定义线程的任务逻辑。
• 直接调用 run() 方法并不会启动新的线程，而是在当前线程中执行 run() 方法的内容。这种情况下，run() 方法的执行行为类似于普通的方法调用，是同步的。
• 如果希望将 run() 方法的任务逻辑作为一个新线程执行，需要调用线程对象的 start() 方法，而不是直接调用 run() 方法。

总结：start() 方法用于启动新线程并执行 run() 方法，而 run() 方法是用于定义线程任务逻辑的。要启动一个新线程，应调用线程对象的 start() 方法，而不是直接调用 run() 方法。

sleep() 、join()、yield()有什么区别

sleep(), join() 和 yield() 都是 Java 中 Thread 类的静态方法，它们在多线程编程中用于控制线程的执行。以下是它们的区别：

1、sleep(long millis)：

sleep() 方法会让当前线程暂停执行一段时间，时间由参数 millis 指定，单位为毫秒。在此期间，线程处于阻塞状态，不会占用 CPU 资源。当休眠时间结束后，线程会自动恢复执行。需要注意的是，sleep() 方法可能会抛出 InterruptedException 异常，因此需要在调用时使用 try-catch 语句进行异常处理。

2、join()：

join() 方法会让当前线程等待另一个线程执行完成后再继续执行。通常用于一个线程需要依赖另一个线程的结果时。调用线程 A 的 join() 方法的线程 B 将进入阻塞状态，直到线程 A 完成执行。类似于 sleep() 方法，join() 也可能抛出 InterruptedException 异常。

示例：

Thread threadA = new Thread(new MyRunnable());
threadA.start();

try {
    threadA.join(); // 当前线程等待 threadA 执行完成后再继续执行
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}

3、yield()：

yield() 方法会让当前线程暂时让出 CPU 资源，允许其他同优先级或更高优先级的线程执行。调用 yield() 方法后，当前线程进入就绪状态，而不是阻塞状态。操作系统将重新调度线程，可能会立即让当前线程继续执行，也可能让其他线程执行。需要注意的是，yield() 方法并不能保证使当前线程立即停止执行。

线程和进程的区别

线程和进程都是操作系统进行资源分配和调度的基本单位，它们之间有一些关键区别：

1、定义：

• 进程：进程是程序在计算机中的一次执行过程，它是操作系统分配资源（如 CPU 时间、内存空间）的独立单位。每个进程都有自己独立的地址空间、数据栈和程序计数器。进程之间的资源是相互独立的，互不干扰。
• 线程：线程是进程内的一个执行单元，也称为轻量级进程。一个进程可以包含多个线程，它们共享进程的资源（如内存空间、文件句柄等），但每个线程有自己的程序计数器、寄存器和栈。线程之间可以更高效地共享资源，通信和切换成本相对较低。

2、资源分配和共享：

• 进程：每个进程都有自己独立的地址空间，它们之间的资源是相互独立的。当一个进程需要访问另一个进程的资源时，需要通过进程间通信（IPC）机制，如管道、信号、套接字等。
• 线程：同一个进程内的所有线程共享进程的资源，如内存空间、文件句柄等。因此，线程之间的通信相对简单，可以直接访问共享变量。但这也带来了同步和互斥等问题，需要使用锁、信号量等机制来解决。

3、开销和性能：

• 进程：进程之间的资源独立，所以创建、切换和终止进程的开销相对较大。进程间通信成本也较高，因为需要通过 IPC 机制。
• 线程：线程的创建、切换和终止开销相对较小，因为它们共享进程的资源。线程之间的通信成本较低，可以直接访问共享变量。因此，使用线程可以提高程序的并发性能。

4、系统稳定性：

• 进程：由于进程之间的资源是相互独立的，一个进程崩溃不会影响其他进程的正常运行。
• 线程：由于线程共享进程的资源，一个线程发生异常可能会影响同一进程内的其他线程，甚至导致整个进程崩溃。

总结：进程是资源分配的独立单位，具有较强的独立性和较高的创建、切换开销；而线程是进程内的执行单元，共享进程资源，具有较低的创建、切换开销和较高的资源访问效率。

在实际应用中，根据任务的需求和性能要求，可以选择使用进程或线程来实现并发执行。

• 如果任务之间需要独立的资源空间，或者需要隔离任务的影响，可以选择使用多进程。多进程可以有效地保护任务之间的数据和资源，避免一个任务崩溃导致其他任务受影响。然而，进程间通信成本较高，创建和切换开销较大。
• 如果任务之间需要频繁地共享数据和资源，可以选择使用多线程。多线程可以更高效地利用 CPU
  和内存资源，提高程序的并发性能。然而，使用多线程需要注意同步和互斥问题，以避免竞争条件和死锁。此外，线程之间的错误可能会影响整个进程的稳定性。

实际上，现代操作系统和编程语言往往提供了丰富的并发编程模型，如线程池、协程等，可以在进程和线程之间找到合适的平衡点，实现高性能、可扩展的并发应用。

什么是线程安全？如何确保线程安全？

线程安全是指在多线程环境下，程序的各个部分在被多个线程同时访问时，不会出现数据竞争、状态不一致或其他不可预测的问题。简单来说，线程安全的代码能够保证多个线程同时执行时，不会导致程序错误或数据损坏。

要确保线程安全，可以采取以下策略：

1、同步（Synchronization）：同步是指通过锁、信号量等机制确保多个线程在访问共享资源时，一次只有一个线程能操作。Java 提供了多种同步机制，如 synchronized 关键字、ReentrantLock 类等。

示例（使用 synchronized 关键字）：

class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

2、原子操作（Atomic Operations）：原子操作是指一组不可分割的操作，要么全部执行成功，要么全部不执行。原子操作可以确保在多线程环境下，不会出现中间状态。Java 提供了 java.util.concurrent.atomic 包，包含了一系列原子操作类，如 AtomicInteger、AtomicLong 等。

示例（使用 AtomicInteger 类）：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

class Counter {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public void increment() {
        count.incrementAndGet();
    }

    public int getCount() {
        return count.get();
    }
}

3、不可变对象（Immutable Objects）：不可变对象是指一旦创建，其状态就无法改变的对象。由于不可变对象的状态不会发生变化，因此在多线程环境下不会出现数据竞争问题。要创建不可变对象，可以使用 final 关键字修饰类、属性等。

示例（创建一个不可变的 Point 类）：

final class Point {
    private final int x;
    private final int y;

    public Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public int getX() {
        return x;
    }

    public int getY() {
        return y;
    }
}

4、线程局部变量（Thread-Local Variables）：线程局部变量是指每个线程都有自己独立的变量副本，互不干扰。Java 提供了 ThreadLocal 类，可以用于在多线程环境下实现线程安全的数据存储。

示例（使用 ThreadLocal 类）：

class MyThreadLocal {
    private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();

    public void setValue(int value) {
        threadLocal.set(value);
    }

    public int getValue() {
        return threadLocal.get();
    }
}

确保线程安保的方法有很多，可以根据具体的场景和需求来选择合适的策略。以下是一些建议：

1. 尽量减少共享数据：在设计程序时，尽量减少线程之间共享的数据。将数据封装在对象内部，或者使用局部变量、方法参数等，可以降低线程间数据竞争的风险。
2. 使用高级并发库：Java 提供了丰富的并发库，如 java.util.concurrent 包，包含了线程池、锁、同步队列等高级并发工具。使用这些工具可以简化线程安全的实现，并提高程序性能。
3. 避免死锁和活锁：在实现线程安全时，要注意避免死锁（多个线程互相等待对方释放资源，导致程序无法继续执行）和活锁（多个线程互相让步，导致程序无法继续执行）的问题。为了避免死锁，可以按照一定的顺序获取锁，或者使用锁超时机制等；为了避免活锁，可以引入随机等待时间等。
4. 使用正确的同步粒度：同步粒度是指同步操作所涉及的数据范围和时间长度。同步粒度过大可能导致性能下降，同步粒度过小可能导致线程安全问题。要根据具体的场景和需求来选择合适的同步粒度。
5. 了解并发编程原则和模式：为了编写可靠的多线程程序，需要了解一些并发编程的原则和模式，如：最小同步原则（只同步必要的数据）、锁分离原则（将锁分为多个独立的锁，降低锁争用的可能性）等。通过学习并应用这些原则和模式，可以提高程序的线程安全性和性能。

线程的生命周期

Java 线程的生命周期包括以下几个状态：

1. 新建（New）：线程对象被创建后，线程处于新建状态。此时，线程尚未启动，只是在内存中创建了一个线程对象。
2. 可运行（Runnable）：当线程对象调用了 start() 方法后，线程进入可运行状态。在此状态下，线程已经具备了运行的条件，等待操作系统分配 CPU 时间片。请注意，可运行状态并不意味着线程一定正在执行，而是表示线程具备执行的条件，可以随时被调度器选中并执行。
3. 运行（Running）：当操作系统为线程分配了 CPU 时间片，线程开始执行 run() 方法中的任务逻辑。运行状态与可运行状态通常被视为一个整体，因为它们之间的转换是由操作系统调度器控制的，对于开发者来说，是透明的。
4. 阻塞（Blocked）：线程在执行过程中可能会因为某些原因（如等待 IO 操作完成、等待获得锁等）而进入阻塞状态。在阻塞状态下，线程会暂时释放 CPU 资源，直到满足解除阻塞的条件。当阻塞条件解除时，线程会重新进入可运行状态，等待操作系统分配 CPU 时间片。
5. 等待（Waiting）：线程在执行过程中可能会进入无限期等待状态，通常是因为调用了诸如 Object.wait()、Thread.join() 等方法。在等待状态下，线程会释放 CPU 资源，并等待其他线程通知或中断。当接收到通知或中断时，线程会重新进入可运行状态。
6. 超时等待（Timed Waiting）：线程在执行过程中可能会进入有限期等待状态，通常是因为调用了诸如 Thread.sleep()、Object.wait(long) 等方法。与等待状态类似，线程会释放 CPU 资源，但会在指定的时间后自动恢复到可运行状态，而不需要其他线程通知或中断。
7. 终止（Terminated）：线程的 run() 方法执行完毕或抛出未捕获的异常时，线程会进入终止状态。在终止状态下，线程的生命周期结束，不再具备执行的条件。终止状态是线程的最终状态，无法再次恢复到其他状态。

如何停止java线程？

在 Java 中，没有直接停止线程的方法，因为强行停止线程可能导致共享资源处于不一致状态，或者导致一些重要的清理操作无法完成。为了优雅地停止线程，通常采用以下方法：

1、使用标志位：在线程的任务逻辑中引入一个标志位（通常是一个 volatile 的布尔变量），用于表示线程是否应该继续执行。当需要停止线程时，修改这个标志位，线程会在检测到标志位变化后自行结束执行。

示例：

class MyRunnable implements Runnable {
    private volatile boolean isRunning = true;

    public void run() {
        while (isRunning) {
            // 执行任务逻辑

            // 检查标志位，如果为 false，结束循环
            if (!isRunning) {
                break;
            }
        }
    }

    // 提供一个方法，用于停止线程
    public void stop() {
        isRunning = false;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start();

        // 等待一段时间后停止线程
        Thread.sleep(5000);
        myRunnable.stop();
    }
}

2、使用 Thread.interrupt() 方法：Java 的 Thread 类提供了 interrupt() 方法，用于请求中断线程。当线程收到中断请求时，会设置线程的中断状态，但线程需要在合适的时机检查中断状态并响应中断。当线程处于阻塞状态时（如 Thread.sleep()、Object.wait() 等），调用 interrupt() 方法会使阻塞方法抛出 InterruptedException，从而提前结束阻塞。

示例：

class MyRunnable implements Runnable {

    public void run() {
        while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
            // 执行任务逻辑

            try {
                // 假设线程需要执行阻塞操作，如 sleep
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // 捕获 InterruptedException 后，恢复中断状态
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start();

        // 等待一段时间后停止线程
        Thread.sleep(5000);
        thread.interrupt();
    }
}

为了优雅地停止 Java 线程，需要在线程的任务逻辑中检查标志位或中断状态，并在合适的时机结束执行。这种方法允许线程在收到停止请求后，完成必要的清理操作和资源释放，避免产生不一致状态。

java创建线程池有哪些方式？

Java 中创建线程池主要依赖于 java.util.concurrent 包中的 ExecutorService 接口和 Executors 工具类。以下是常见的创建线程池的方法：

1. 固定大小的线程池：使用 Executors.newFixedThreadPool(int nThreads) 方法创建一个具有固定线程数量的线程池。这种类型的线程池可以控制并发线程的最大数量，但当线程池中的所有线程都处于活动状态时，新任务会在队列中等待，直到有可用的线程。
2. 单线程的线程池：使用 Executors.newSingleThreadExecutor() 方法创建一个只有一个线程的线程池。这种类型的线程池可以保证任务按照提交顺序依次执行，但可能会因为单一线程导致性能瓶颈。
3. 可缓存的线程池：使用 Executors.newCachedThreadPool() 方法创建一个可缓存的线程池。这种类型的线程池会根据需要创建新线程，当线程空闲一段时间后，会自动回收。适用于执行大量短时间任务的场景。
4. 定时任务线程池：使用 Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize) 方法创建一个定时任务线程池。这种类型的线程池适用于定时执行任务或者具有固定周期的重复任务。
5. 自定义线程池：使用 ThreadPoolExecutor 类创建自定义线程池。通过自定义线程池，可以灵活地设置线程池的核心线程数、最大线程数、线程空闲时间、任务队列类型等参数。

ThreadPoolExecutor customThreadPool = new ThreadPoolExecutor(
    5, // 核心线程数
    10, // 最大线程数
    60L, // 线程空闲时间
    TimeUnit.SECONDS, // 空闲时间单位
    new ArrayBlockingQueue<>(100), // 任务队列
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒绝策略
);

线程池有哪些拒绝策略？

Java 中的线程池在处理任务提交时，可能会遇到任务无法处理的情况，此时会采用拒绝策略（RejectedExecutionHandler）来处理这些任务。ThreadPoolExecutor 类提供了以下四种内置拒绝策略：

1. AbortPolicy：这是默认的拒绝策略。当任务无法处理时，该策略会直接抛出一个 RejectedExecutionException
   异常。
2. CallerRunsPolicy：当任务无法处理时，该策略会使提交任务的线程自己去执行这个任务。这种方式能减轻线程池的压力，但可能导致提交任务的线程阻塞。
3. DiscardPolicy：当任务无法处理时，该策略会直接丢弃这个任务，不会抛出任何异常。这种方式可能会导致任务丢失，但对于不重要的任务，可以减轻线程池的压力。
4. DiscardOldestPolicy：当任务无法处理时，该策略会丢弃任务队列中最旧的任务，然后尝试再次提交当前任务。这种方式可以确保新提交的任务有更高的执行优先级，但可能导致任务队列中的任务被重复丢弃。

除了上述内置拒绝策略，你还可以自定义拒绝策略，只需实现 RejectedExecutionHandler 接口，并在创建线程池时将其作为参数传递给 ThreadPoolExecutor。

如何自定义拒绝策略？

要自定义线程池的拒绝策略，你需要实现 RejectedExecutionHandler 接口，并覆盖 rejectedExecution 方法。在这个方法中，你可以自定义处理被拒绝任务的逻辑，例如记录日志、触发报警或将任务加入到其他队列等。

下面是一个自定义拒绝策略的示例，该拒绝策略会记录被拒绝任务的相关信息：

import java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

public class CustomRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {

    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        System.out.println("任务被拒绝: " + r.toString() + "，线程池状态：" + executor.toString());
        // 在这里，你可以添加其他处理逻辑，如触发报警或将任务加入到其他队列等
    }
}

然后，在创建线程池时，将自定义拒绝策略作为参数传递给 ThreadPoolExecutor：

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor customThreadPool = new ThreadPoolExecutor(
            2, // 核心线程数
            4, // 最大线程数
            60L, // 线程空闲时间
            TimeUnit.SECONDS, // 空闲时间单位
            new ArrayBlockingQueue<>(2), // 任务队列
            new CustomRejectedExecutionHandler() // 自定义拒绝策略
        );

        // 在这里提交任务到线程池...
    }
}

通过自定义拒绝策略，你可以根据实际需求灵活处理被拒绝的任务。在实际使用中，请确保拒绝策略的处理逻辑不会引入新的问题或影响性能。

在实际开发中，线程池的核心参数如何选择？

在实际开发中，选择合适的线程池参数对于保证系统性能和资源利用的高效率至关重要。以下是选择线程池核心参数的一些建议：

• 核心线程数（core pool size）：核心线程数是线程池中始终保持的线程数量。通常情况下，可以将核心线程数设置为 CPU 核心数或者稍大于 CPU 核心数。这样可以确保线程池中的线程得到充分利用，同时避免过多的线程导致上下文切换开销过大。
• 最大线程数（maximum pool size）：最大线程数是线程池中允许的最大线程数量。合理的最大线程数取决于系统的负载和处理任务的特性。如果任务主要是 CPU 密集型，可以将最大线程数设置为 CPU 核心数的 1 倍到 2 倍。如果任务主要是 I/O 密集型，可以将最大线程数设置为 CPU 核心数的 2 倍到 4 倍。具体数值还需要根据实际情况进行调整。
• 线程空闲时间（keep-alive time）：线程空闲时间是线程在完成任务后，等待新任务的最长时间。合理的线程空闲时间可以在保证响应速度的同时，避免频繁地创建和销毁线程。线程空闲时间的设置取决于实际业务需求和系统负载。可以根据实际情况进行调整，例如 30 秒、1 分钟或更长。
• 任务队列（work queue）：任务队列用于存放等待执行的任务。任务队列的选择和大小设置需要根据实际任务的特性进行调整。常用的任务队列有 ArrayBlockingQueue（有界队列）、LinkedBlockingQueue（无界队列）和
  SynchronousQueue（同步队列）。如果系统的负载较高且任务处理时间相对较短，可以考虑使用有界队列来限制任务的排队数量，防止系统资源耗尽。如果任务处理时间较长且对任务的排队数量无特殊要求，可以使用无界队列。
• 拒绝策略（rejected execution handler）：拒绝策略用于处理线程池无法接受的任务。选择合适的拒绝策略取决于业务需求和容错能力。通常情况下，可以使用默认的 AbortPolicy（抛出异常）或者 CallerRunsPolicy（调用者执行）。如果需要自定义处理逻辑，可以实现自定义的拒绝策略。

需要注意的是，以上建议只是一个参考，实际情况可能会有所不同。为了选择合适的线程池参数，建议你在开发过程中对系统进行性能测试和压力测试，观察线程池在不同参数下的表现。根据测试结果和实际业务需求进行调整，以达到最佳性能和资源利用率。

以下是一些建议，以帮助你根据实际需求调整线程池参数：

1. 监控线程池的运行状态：在运行过程中监控线程池的状态，如线程数量、任务队列长度、拒绝任务数量等。通过收集这些数据，可以了解线程池在实际运行中的表现，从而进行相应调整。
2. 逐步调整参数：在调整线程池参数时，建议逐步调整，观察每次调整后的效果。避免一次性进行大幅度调整，可能导致系统性能波动或出现其他问题。
3. 关注系统整体性能：在调整线程池参数时，需要关注系统的整体性能，如 CPU 使用率、内存使用情况等。确保线程池的调整不会对系统整体性能产生负面影响。
4. 测试不同类型的任务：实际业务中可能会有多种类型的任务，它们在处理时间、资源需求等方面可能存在差异。在调整线程池参数时，要确保线程池可以满足不同类型任务的需求。
5. 关注异常和错误：在调整线程池参数过程中，要关注系统的异常和错误，确保线程池的调整不会引入新的问题。

最后，需要强调的是，线程池参数的选择并不是一成不变的。随着业务的发展和系统负载的变化，可能需要定期调整线程池参数以保持最佳性能。因此，在实际开发中，要注重线程池参数调整的动态性和灵活性。

详细描述一下线程池ThreadPoolExecutor的实现原理？

ThreadPoolExecutor 是 Java 标准库中提供的一个线程池实现，它可以用于创建和管理线程池，以便更有效地处理并发任务。下面将详细描述 ThreadPoolExecutor 的实现原理：

1、核心参数：ThreadPoolExecutor 的实现依赖于以下核心参数：

• corePoolSize：核心线程数，线程池中始终保持的线程数量。
• maximumPoolSize：最大线程数，线程池中允许的最大线程数量。
• keepAliveTime：线程空闲时间，当线程池中的线程数量超过核心线程数时，这些多余的线程在完成任务后，等待新任务的最长时间。
• unit：线程空闲时间的单位。
• workQueue：任务队列，用于存放等待执行的任务。
• threadFactory：线程工厂，用于创建新的线程。
• handler：拒绝策略，用于处理线程池无法接受的任务。

2、任务执行流程：当我们将一个新任务提交给 ThreadPoolExecutor 时，它会按照以下流程执行任务：

1. 如果线程池中的线程数量小于核心线程数，那么 ThreadPoolExecutor 会创建一个新线程来执行任务。
2. 如果线程池中的线程数量达到核心线程数，那么 ThreadPoolExecutor 会将任务添加到任务队列中等待执行。
3. 如果任务队列已满，那么 ThreadPoolExecutor 会创建一个新线程来执行任务，前提是线程池中的线程数量没有达到最大线程数。
4. 如果线程池中的线程数量已达到最大线程数，那么 ThreadPoolExecutor 会根据拒绝策略来处理任务。

3、线程回收：当线程池中的线程数量超过核心线程数时，这些多余的线程在完成任务后，会等待新任务。如果在指定的线程空闲时间内，这些线程仍未接收到新任务，那么 ThreadPoolExecutor 会回收这些线程。这样可以在减少资源占用的同时，保证线程池的响应速度。

4、拒绝策略：当线程池无法处理新提交的任务时，ThreadPoolExecutor 会采用拒绝策略来处理这些任务。拒绝策略可以是内置的（如 AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy 和 DiscardOldestPolicy），也可以是自定义的。拒绝策略可以帮助应用在面临高负载时更好地处理异常情况。

5、线程池的关闭：ThreadPoolExecutor提供了两种关闭线程池的方法：shutdown() 和 shutdownNow()。

• shutdown()：这个方法会平缓地关闭线程池，线程池会停止接收新的任务，但会等待已提交的任务执行完毕。在所有任务执行完毕后，线程池中的所有线程会被回收。
• shutdownNow()：这个方法会立即尝试停止线程池中的所有线程，包括正在执行的任务。这个方法会返回任务队列中尚未开始执行的任务列表。需要注意的是，shutdownNow() 方法并不能保证立即停止所有任务，因为某些任务可能无法被中断。

6、状态管理：ThreadPoolExecutor 通过内部状态变量来管理线程池的状态。线程池的状态主要分为以下几种：

• RUNNING：线程池正在运行，可以接收和处理新任务。
• SHUTDOWN：线程池正在关闭，不接收新任务，但会继续处理已提交的任务。
• STOP：线程池已停止，不接收新任务，同时尝试取消正在执行的任务。
• TIDYING：线程池中的所有任务都已完成，线程池正在进行最后的清理工作。
• TERMINATED：线程池已彻底终止，所有资源都已被回收。

总之，ThreadPoolExecutor 是一个功能强大且灵活的线程池实现，它可以帮助我们更有效地管理并发任务。通过设置合适的参数和策略，我们可以根据实际需求调整线程池的行为，以达到最佳性能和资源利用。