Java線程池為什么先入隊列再增加線程數？
哈嘍，大家好，我是了不起。
最近項目團隊招人，我面試了很多人，非常喜歡問一個問題，Java線程池為什么先入隊列再增加線程數？
在Java編程中，線程池是一種重要的并發編程工具，能夠有效地管理線程的生命周期、控制并發資源的使用情況。
關于線程池的理解對Java編程的理解也是非常重要的 。為什么Java線程池在任務隊列不滿的情況下會優先將任務入隊列，而不是直接增加線程數。本文將深入探討這一問題的原因及其背后的設計思想。
1. 背景
Java線程池通過Executor框架提供了一種管理線程的方式，通過重用線程、控制線程數量等方式提高了多線程程序的性能和可靠性。其中，線程池的核心組成部分包括線程池管理器、工作隊列和線程池工作線程。
在Java中，線程池的參數可以通過ThreadPoolExecutor類的構造方法來配置，主要包括以下幾個參數：
- corePoolSize（核心線程數）
- maximumPoolSize（最大線程數）
- keepAliveTime（線程空閑時間）
- unit（時間單位）
- workQueue（任務隊列）
- threadFactory（線程工廠）
- handler（拒絕策略）
2. 入隊列 vs. 增加線程數
在使用線程池時，我們經常會遇到一種情況：提交的任務多于線程池的最大線程數。那么，線程池是如何處理這種情況的呢？
通常情況下，當有任務提交給線程池時，線程池會采取以下步驟：
2.1 任務入隊列
首先，線程池會將任務放入任務隊列中。這個任務隊列可以是有界的，也可以是無界的。有界隊列有一個最大容量，當隊列已滿時，新的任務將被拒絕執行或者觸發相應的拒絕策略。而無界隊列則沒有容量限制，但可能會導致內存溢出或者資源耗盡等問題。
2.2 增加線程數
如果任務隊列未滿，并且當前活動線程數小于線程池的核心線程數，線程池會考慮創建新的線程來處理任務。這些新創建的線程被稱為“核心線程”，它們會一直存在，即使處于空閑狀態也不會被回收。
2.3 達到最大線程數
如果任務隊列已滿，并且當前活動線程數已經達到了線程池的最大線程數，線程池將不再創建新的線程。此時，根據配置的拒絕策略來處理任務，可能會拋出異常、丟棄任務或者執行其他特定的操作。
3. 為何先入隊列再增加線程數？
- 資源管理與節約成本：Java線程池的設計目標之一是高效地利用系統資源。當任務到來時，如果當前線程數未達到最大線程數限制，優先將任務放入隊列等待執行，而不是立即創建新線程。這樣可以避免頻繁地創建和銷毀線程，節約了系統資源和開銷。
- 避免線程爆炸：如果任務到來速度過快，直接增加線程數可能會導致線程數爆炸式增長，從而消耗過多的系統資源和內存。通過先將任務入隊列，可以平滑地控制線程數量的增長，避免線程數量不受控制地增加。
- 防止資源競爭：在多線程環境下，線程之間可能會因為競爭資源而導致性能下降甚至死鎖。通過將任務先放入隊列，可以避免線程之間過度競爭共享資源，減少了競爭的可能性，提高了系統的穩定性和可靠性。
- 任務處理的優先級：在任務隊列中，可以通過不同的調度策略對任務進行優先級排序，根據任務的重要性和緊急程度來決定執行順序。這樣可以更靈活地控制任務的執行順序，提高系統的響應速度和效率。
結論
線程池是一種重要的并發編程工具，能夠有效地管理和重用線程，提高系統的性能和穩定性。
通過深入探討線程池的內部機制，我們可以更好地理解為何線程池先將任務入隊列再增加線程數，以及這種策略背后的原理和優勢。
在實際應用中，合理地配置線程池參數，并選擇適當的隊列類型和拒絕策略，對于提高系統的并發處理能力和資源利用率至關重要。
