JUC多线程核心知识点深度解析-海口c网

JUC多线程核心知识点深度解析

article/2025/8/26 12:52:39

最近正在复习Java八股，所以会将一些热门的八股问题，结合ai与自身理解写成博客便于记忆

本文将从以上10个经典面试问题来做juc多线程的解析

一、线程状态与流转机制

1. 六种线程状态（Java定义）

public enum State {NEW,           // 新建未启动RUNNABLE,      // 可运行（包含就绪和运行中）BLOCKED,       // 被阻塞（等待监视器锁）WAITING,       // 无限期等待（无时限的wait/join/park）TIMED_WAITING, // 限期等待（带时限的sleep/wait/join/park）TERMINATED     // 终止
}

2.关键转换场景：

start()：NEW → RUNNABLE
获取锁失败：RUNNABLE → BLOCKED
Object.wait()：RUNNABLE → WAITING
Thread.sleep(ms)`：RUNNABLE → TIMED_WAITING
任务结束/异常：RUNNABLE → TERMINATED

二、线程创建方式对比

1. 基础创建方式

// 方式1：继承Thread类
class MyThread extends Thread {public void run() {System.out.println("Thread running");}
}
new MyThread().start();// 方式2：实现Runnable接口
new Thread(() -> System.out.println("Runnable running")).start();// 方式3：实现Callable接口（可获取返回值）
FutureTask<String> task = new FutureTask<>(() -> "Callable result");
new Thread(task).start();
String result = task.get();

2. 生产环境推荐

线程池创建（推荐所有场景）
CompletableFuture（Java8+异步编程）
虚拟线程（Java19+轻量级线程）

三、多线程典型应用场景

1. 高并发处理

电商秒杀系统
即时通讯消息推送
金融交易订单处理

2. 异步任务

```java
// 异步日志记录
executor.execute(() -> logService.saveLog(logEntity));// 并行计算
List<Future<Result>> futures = IntStream.range(0, 10).mapToObj(i -> executor.submit(() -> compute(i))).collect(Collectors.toList());
```

3. 定时调度

ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(2);
scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {System.out.println("定时任务执行");
}, 1, 5, TimeUnit.SECONDS);

四、线程池核心机制

1. 七大构造参数

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,      // 核心线程数int maximumPoolSize,   // 最大线程数long keepAliveTime,    // 空闲线程存活时间TimeUnit unit,         // 时间单位BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 工作队列ThreadFactory threadFactory,       // 线程工厂RejectedExecutionHandler handler   // 拒绝策略
)

2. 执行流程图示

提交任务
│
▼
核心线程是否已满？──否─► 创建核心线程执行
│是
▼
工作队列是否已满？──否─► 加入队列等待
│是
▼
最大线程是否已满？──否─► 创建临时线程执行
│是
▼
执行拒绝策略

3. 拒绝策略对比

策略类	行为	适用场景
AbortPolicy（默认）	抛出RejectedExecutionException	需要感知任务拒绝的场景
CallerRunsPolicy	由提交线程直接执行任务	不希望丢失任务的场景
DiscardPolicy	静默丢弃任务	可容忍任务丢失的场景
DiscardOldestPolicy	丢弃队列最老任务并重试	允许丢弃旧任务的场景

五、线程池配置实践

1. 线程数设置公式

CPU密集型：corePoolSize = CPU核数 + 1
IO密集型：corePoolSize = CPU核数 × (1 + 平均等待时间/平均计算时间)

int cpuCores = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(cpuCores * 2,      // 核心线程数cpuCores * 4,      // 最大线程数60,                // 空闲线程存活时间(s)TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<>(1000), // 有界队列new NamedThreadFactory("app-thread"), // 自定义线程命名new CallerRunsPolicy()          // 降级策略
);

2. 避免使用Executors

问题案例：

// 可能导致OOM（无界队列）
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);// 最大线程数过大（Integer.MAX_VALUE）
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

六、生产环境监控指标

1. 关键监控项

指标	监控方式	健康标准
活跃线程数	getActiveCount()	≤ maximumPoolSize
任务队列大小	getQueue().size()	≤ 队列容量80%
已完成任务数	getCompletedTaskCount()	持续增长
拒绝任务数	自定义RejectedExecutionHandler	=0（理想情况）
线程空闲率	(poolSize-activeCount)/poolSize	20%~80%波动