线程池用于管理和复用线程，是 Java 服务端并发编程的核心工具。它能限制线程数量、复用工作线程、缓冲任务、统一处理拒绝和关闭。

生产系统中，几乎不应该为每个请求直接 new Thread。

1. 为什么需要线程池

线程池解决：

问题	说明
创建销毁成本	复用线程，减少频繁创建
资源失控	限制线程数量，保护系统
任务排队	用队列缓冲短时峰值
统一治理	命名、监控、拒绝、关闭
异步执行	主流程快速返回，任务后台执行

模型：

提交任务
  │
  ▼
ThreadPoolExecutor
  │
  ├─ 工作线程
  ├─ 任务队列
  ├─ 线程工厂
  └─ 拒绝策略

2. 核心参数

new ThreadPoolExecutor(
        corePoolSize,
        maximumPoolSize,
        keepAliveTime,
        unit,
        workQueue,
        threadFactory,
        rejectedExecutionHandler
);

参数	含义
corePoolSize	核心线程数
maximumPoolSize	最大线程数
keepAliveTime	非核心线程空闲存活时间
workQueue	任务队列
threadFactory	创建线程
handler	拒绝策略

3. 执行流程

execute(task)
  │
  ├─ 当前线程数 < corePoolSize
  │    └─ 新建核心线程执行
  │
  ├─ 否则尝试入队
  │    └─ 入队成功，等待执行
  │
  ├─ 队列满且线程数 < maximumPoolSize
  │    └─ 新建非核心线程执行
  │
  └─ 仍无法处理
       └─ 执行拒绝策略

关键点：如果队列是无界队列，任务会一直入队，maximumPoolSize 可能永远用不上。

4. 工作队列

队列	特点	风险
ArrayBlockingQueue	有界数组队列	需要指定容量
LinkedBlockingQueue	链表队列，可有界	默认容量很大，要显式设置
SynchronousQueue	不存储任务，直接交接	容易创建大量线程
PriorityBlockingQueue	优先级队列	无界风险，顺序由比较器决定
DelayQueue	延迟队列	适合定时/延迟任务

生产环境优先使用有界队列，避免任务无限堆积导致 OOM。

5. 拒绝策略

策略	行为
AbortPolicy	抛 RejectedExecutionException
CallerRunsPolicy	调用者线程执行任务
DiscardPolicy	静默丢弃新任务
DiscardOldestPolicy	丢弃队列最老任务，再尝试提交

推荐：

• 默认可以用 AbortPolicy，让问题暴露。
• 限流削峰可考虑 CallerRunsPolicy，让提交方变慢。
• 不要随意使用静默丢弃，除非业务允许。

6. 线程工厂

线程池必须命名。

ThreadFactory factory = new ThreadFactory() {
    private final AtomicInteger index = new AtomicInteger();

    @Override
    public Thread newThread(Runnable r) {
        Thread thread = new Thread(r);
        thread.setName("order-worker-" + index.incrementAndGet());
        thread.setUncaughtExceptionHandler((t, e) -> log.error("线程异常: {}", t.getName(), e));
        return thread;
    }
};

线程名能直接提升排查效率。

7. 不推荐 Executors 快捷方法

Executors 很方便，但隐藏了队列和线程数风险：

方法	风险
newFixedThreadPool	默认无界队列，任务可能堆积
newSingleThreadExecutor	默认无界队列
newCachedThreadPool	最大线程数很大，可能创建过多线程
newScheduledThreadPool	延迟队列任务堆积风险

生产代码推荐显式创建 ThreadPoolExecutor，写清线程数、队列容量和拒绝策略。

8. 线程数估算

CPU 密集型：

线程数 ≈ CPU 核心数 或 核心数 + 1

IO 密集型：

线程数 ≈ CPU 核心数 * (1 + 等待时间 / 计算时间)

这只是估算，最终要压测。

观察指标：

• 活跃线程数。
• 队列长度。
• 拒绝次数。
• 任务耗时。
• CPU 使用率。
• 下游连接池使用率。

9. 关闭线程池

优雅关闭：

executor.shutdown();
if (!executor.awaitTermination(30, TimeUnit.SECONDS)) {
    executor.shutdownNow();
}

区别：

方法	行为
shutdown	不接收新任务，继续执行队列任务
shutdownNow	尝试中断正在执行任务，返回未执行任务

任务要响应中断，否则 shutdownNow 也不能保证立即停止。

10. 异常处理

execute 中异常会抛给线程异常处理器。submit 中异常会封装到 Future。

Future<?> future = executor.submit(() -> {
    throw new RuntimeException("error");
});

future.get(); // 才能观察到异常

建议：

• 任务内部记录关键异常。
• 对 Future 结果做消费。
• 使用 afterExecute 统一处理。
• 监控线程池拒绝和异常。

11. 常见配置模板

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
        8,
        16,
        60,
        TimeUnit.SECONDS,
        new ArrayBlockingQueue<>(1000),
        factory,
        new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
);

这不是万能参数，只是说明生产线程池应有边界。

Tips 快问快答

Q：线程池核心参数有哪些？ A：核心线程数、最大线程数、存活时间、队列、线程工厂、拒绝策略。

Q：线程池提交任务流程是什么？ A：先建核心线程，再入队，队列满再建非核心线程，最后拒绝。

Q：为什么不推荐 Executors？ A：它隐藏无界队列或过大线程数风险。

Q：maximumPoolSize 什么时候生效？ A：队列满且当前线程数小于最大线程数时。

Q：生产线程池为什么要有界队列？ A：防止任务无限堆积导致内存溢出。

Q：CallerRunsPolicy 有什么效果？ A：由提交线程执行任务，能对上游形成反压。

Q：线程池怎么优雅关闭？ A：先 shutdown，等待超时后必要时 shutdownNow。

Q：submit 的异常去哪了？ A：封装在 Future 中，调用 get 时抛出。