Java线程池的工作原理

Java 线程池就像是一个高效的“打工人管理工具”💼。它提前创建了一些工人（也就是线程），然后根据实际需要分配给不同的任务。这样，程序就不需要每次都重新创建和销毁线程，节省了大量的时间和资源。

关键点：
核心线程：线程池一开始就准备好了“基础工人”，随时可以派遣任务。
最大线程数：如果任务特别多，线程池会派更多的“临时工”来帮忙，但最多也只能有这个数量的工人。
任务队列：如果所有的工人都在忙，新的任务会排队等着被处理，不至于丢掉任务。
拒绝策略：如果任务实在太多，超过了最大线程数和队列的容量，线程池会采取一定的策略来“拒绝”这些任务，比如直接放弃或者通知主程序。
总之，线程池就是一个聪明的任务分配器，它通过一些规则管理工人的工作，避免了频繁创建工人的麻烦，提高了程序的效率。🌟

知识内容：
🌟 线程池的关键配置：
核心线程数（corePoolSize）：
始终保持存活的线程数，就像公司的“固定员工”👨‍💻。
最大线程数（maximumPoolSize）：
线程池中允许的最大线程数，是“能招到的临时工”上限📈。
空闲存活时间（keepAliveTime）：
非核心线程在无任务时的存活时间，过期会被解雇😴。
工作队列（workQueue）：
保存等待执行任务的队列，相当于未完成任务的“任务列表📜”。
拒绝策略（rejectedExecutionHandler）：
当任务队列和线程池都满了时，用来处理额外任务的方法，等于告诉任务“抱歉，不接单了”🚫。
⚙️ 线程池工作原理：
🚦 正常情况下：
默认线程池不会提前创建线程，只有任务到来时才会创建核心线程执行任务。
如果任务很多，核心线程忙不过来，就会将任务放到工作队列中等待。
当队列也塞满了，线程池会再创建线程，直到达到最大线程数。
⚠️ 特殊情况：
如果队列满了，线程数量也达到了最大值，再来的任务会触发拒绝策略。
🔄 线程销毁：
如果线程池线程空闲超过 keepAliveTime，且线程数大于核心线程数，则这些“临时工”会被销毁。
设置 allowCoreThreadTimeOut = true，核心线程也会被回收。
🖼️ 线程池的工作原理：
我将为这些内容使用图表的形式替代图片，或者用文字和代码的方式来展示，确保可以直接在 Markdown 文件中清晰呈现。

以下是重新生成的 Markdown 内容：

🚀 Java 线程池工作流的图解
1️⃣ 核心线程数未满时：
核心线程直接上岗干活！

2️⃣ 核心线程数已满，任务队列有空位：
核心线程太忙了，任务暂时排队等候~

3️⃣ 核心线程数已满，队列已塞满，开始创建临时线程：
临时工进场救火，尽量分担任务！

4️⃣ 达到最大线程数，任务被拒绝：
任务太多了，已经招不动人了，只能触发拒绝策略💥

🚫 新任务被拒绝！

用代码形式展示线程池的工作原理
核心线程执行任务：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
2, // corePoolSize
5, // maximumPoolSize
60L, // keepAliveTime
TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingQueue<>(10) // workQueue with capacity 10
);

executor.execute(() -> System.out.println(“任务 1 正在执行”));
executor.execute(() -> System.out.println(“任务 2 正在执行”));
队列满了之后创建临时线程：

for (int i = 3; i <= 15; i++) {
int taskId = i;
executor.execute(() -> System.out.println(“任务 “ + taskId + “ 正在执行”));
}
超过最大线程数触发拒绝策略：

executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
executor.execute(() -> System.out.println(“被拒绝的任务”));
🔧 核心源码分析：
1️⃣ 线程池初始化源码：
线程池默认不会提前创建核心线程，prestartAllCoreThreads 默认为 false。

private boolean prestartAllCoreThreads = false;

// 手动开启预创建核心线程功能：
public void setPrestartAllCoreThreads(boolean prestartAllCoreThreads) {
this.prestartAllCoreThreads = prestartAllCoreThreads;
}

2️⃣ 线程销毁源码：
通过 allowCoreThreadTimeOut 参数，可以回收核心线程，默认 false。

if (allowCoreThreadTimeOut) {
executor.allowCoreThreadTimeOut(true);
}

🌟 扩展知识：
1️⃣ 工作队列的类型：
SynchronousQueue：不存储任务，任务直接交给线程，如果没有线程会立即触发拒绝策略。
LinkedBlockingQueue：链表结构的阻塞队列，支持无界。
ArrayBlockingQueue：数组结构的有界阻塞队列。
PriorityBlockingQueue：带优先级的无界队列。
2️⃣ 线程池的拒绝策略：
Java 提供了 4 种内置拒绝策略：

AbortPolicy（默认）：抛出异常，表示任务被拒绝。
CallerRunsPolicy：让提交任务的线程自己执行任务。
DiscardPolicy：直接丢弃任务，不做处理。
DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最旧的任务，尝试重新提交新任务。
🌟 为什么线程池要用阻塞队列而不是直接增加线程？
因为每增加一个线程都会占用系统资源，线程太多反而会拖慢性能💣。阻塞队列的作用是暂存任务，避免线程数量过快增长。

举个例子：
假如一个老板👨‍💼有 10 名固定员工（核心线程），当工作量突然增加，他会先让这些活积压一下（工作队列📜），等看看过一会儿能不能完成；如果积压过多（队列满了），才会开始找临时工（非核心线程）干活。

🌟 总结：
Java 线程池通过线程复用和任务队列优化了线程管理，提高了系统性能和响应速度。🛠️
要记住这些关键点：

核心线程数：固定员工数量👨‍💻。
最大线程数：能招的最多临时工数量🛠️。
任务队列：缓冲任务，减少线程数无限增长📜。
拒绝策略：当队列和线程池都满了，决定怎么处理任务🚫。
如果你理解了这套机制，恭喜你，已经掌握了线程池的精髓啦！🎉