java 线程池 线程分组 同步

<span style="color: blue;">2025年Java面试宝典：
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Java线程池：核心原理与参数配置

线程池是Java多线程编程中的核心组件，尤其在面试中，高频问题集中在线程池的参数配置和资源管理策略。线程池通过复用线程资源减少创建销毁开销，其核心参数包括：

• 核心线程数（corePoolSize）：维持线程池的基本工作线程
• 最大线程数（maximumPoolSize）：应对突发流量的弹性扩容上限
• 任务队列（workQueue）：缓冲待执行任务的阻塞队列
• 拒绝策略（RejectedExecutionHandler）：队列满时的处理方案

在实际开发中，线程池分组管理能有效隔离不同业务场景。例如，电商系统可将订单处理、库存扣减分别分配到独立线程组，避免互相阻塞。使用ThreadGroup类或自定义分组标识，结合线程池的ThreadFactory实现分组命名，便于线上问题定位。

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线程分组：业务隔离与监控实践

线程分组在复杂系统中至关重要。假设我们开发支付系统，需要处理实时交易与对账任务：

1. 实时交易线程组：使用FixedThreadPool保证低延迟
2. 对账线程组：采用CachedThreadPool提升吞吐量

通过JMX监控不同分组的线程活跃数、任务堆积情况，能快速识别性能瓶颈。某次线上故障排查中，我们发现对账任务因数据库锁导致线程饥饿，通过调整分组线程池的maxPoolSize和队列类型（换成SynchronousQueue）解决了问题。

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同步机制：锁与原子操作的选择

当多个线程访问共享资源时，同步机制是保证数据一致性的关键。常见方案包括：

• synchronized关键字：JVM层实现的互斥锁，适合代码块级同步
• ReentrantLock：提供更灵活的尝试获取锁、公平锁等特性
• Atomic原子类：基于CAS实现无锁化线程安全，性能更高

在最近优化的日志服务中，原使用synchronized同步写文件操作，QPS仅800+。改用ReentrantLock配合Condition实现批量提交后，吞吐量提升至3500+。这里要注意：同步粒度过粗会导致线程阻塞，过细则增加上下文切换开销。

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高频面试题破解思路

场景题：如何设计支持动态扩缩容的线程池？

• 参考答案：继承ThreadPoolExecutor重写beforeExecute/afterExecute，根据任务执行时间动态调整corePoolSize。同时对接监控系统，当队列堆积超过阈值时触发扩容告警。

原理题：线程池的worker线程如何实现复用？

• 参考答案：worker线程通过循环从任务队列获取任务（getTask()方法），通过阻塞队列的take/poll方法实现等待新任务或超时回收。

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避坑指南与性能优化

1. 线程池参数配置禁忌：
   • IO密集型任务避免使用无界队列
   • CPU密集型任务建议设置队列容量为2*NCPU
2. 死锁预防：使用jstack检测锁持有情况，对分布式锁建议设置超时时间
3. 上下文切换优化：通过vmstat监控cs值，线程数建议控制在NCPU*2以内

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掌握线程池、线程分组和同步技术，不仅能应对90%的多线程面试题，更能提升系统稳定性。建议结合《Java并发编程实战》进行原理溯源，同时多在压测环境中验证参数配置效果。