线程池面试题

1. 什么是线程池？为什么要使用线程池？

线程池是一种用于管理线程的技术，它可以在应用程序中重复使用一组线程来执行多个任务。线程池的优点包括提高应用程序的性能和可伸缩性、避免线程创建和销毁的开销、避免线程过多导致系统负担过重等。线程池通常由线程池管理器、工作线程和任务队列等组成。

2. 线程池的实现原理是什么？有哪些常见的线程池实现方式？它们的区别是什么？

线程池的实现原理是预先创建一组工作线程，并使用任务队列来管理需要执行的任务。常见的线程池实现方式包括：FixedThreadPool（固定大小线程池）、CachedThreadPool（可缓存线程池）、ScheduledThreadPool（定时任务线程池）等。它们的主要区别在于线程池大小是否固定、是否自动扩展、是否支持定时任务等方面。

3. 如何确定线程池的大小？线程池大小应该如何与CPU核数和任务负载相关联？

确定线程池大小的关键是要平衡线程数量和任务负载。通常，线程池的大小应该考虑CPU核数、任务类型和执行时间等因素。对于CPU密集型任务，线程数应该等于CPU核数或略少于CPU核数。对于I/O密集型任务，线程数应该比CPU核数多，以避免线程因等待I/O而空闲。

4. 如何处理线程池中的任务超时或错误？如何避免线程池中的任务互相干扰或竞争？

处理任务超时或错误的方法包括使用Future或CompletionService来获取任务执行结果、使用RejectedExecutionHandler来处理无法执行的任务、使用线程池钩子函数来处理线程池的状态等。为了避免线程池中的任务互相干扰或竞争，应该使用线程安全的数据结构来管理任务队列、避免对共享资源的互斥访问、避免线程间的死锁等。

5. 线程池中的任务如何提交和执行？线程池如何处理任务队列中的任务？如何调整任务队列的大小？

任务可以通过ThreadPoolExecutor.submit()方法提交给线程池执行。线程池通过任务队列来管理等待执行的任务，当工作线程空闲时，它们会从任务队列中获取任务并执行。任务队列的大小可以通过ThreadPoolExecutor构造函数中的参数进行设置，或者使用BlockingQueue接口的实现来管理队列大小。

6. 如何优化线程池的性能和资源利用率？如何减少线程池中的上下文切换和锁竞争？

优化线程池的性能和资源利用率的方法包括：使用正确的线程池大小、使用合适的任务队列大小、避免线程池饱和和线程阻塞、避免线程池中任务的过度竞争等。此外，可以使用线程池拒绝策略来限制线程池中的任务数量，或者使用适当的任务调度算法来平衡线程池中的任务负载，以提高线程池的性能。

为了减少线程池中的上下文切换和锁竞争，可以使用无锁的并发数据结构来管理任务队列、避免使用共享变量、避免线程之间的竞争等。另外，可以通过线程池钩子函数来记录线程池的状态和性能，从而对线程池进行优化和调整。

7. 线程池如何处理异常和错误？如何记录和监控线程池的状态和性能？

线程池可以使用UncaughtExceptionHandler来处理任务中的异常和错误，并记录线程池的状态和性能。通过ThreadPoolExecutor的钩子函数可以监控线程池的状态、线程数、任务数等指标，并使用工具如jstack、jconsole、VisualVM等来进行线程池的监控和调优。此外，还可以使用日志记录器等工具来记录线程池的状态和异常信息，以便于问题排查和分析。

8. 线程中的几种关键词说明

join: 

在并发编程时有时候一个线程需要等另一个线程执行完之后才能执行，这时可以应该Thread类提供的join()方法来处理；

public static void main（String[] args）{//其它代码Thread a= new Thread();a.join();//a线程执行完后再执行的代码
}

解释：方法join的作用是使所属的线程对象（如a）正常执行run()方法中的任务，而使当前线程（即main线程，a.join指的线程是a线程，当前线程是main线程）进行无限的阻塞，等待到线程a执行结束后才能继续执行主线程剩下的代码；

所以这里有两个重要的概念：

• join线程是使当前线程阻塞，而不是对调用join()的那个线程对象进行阻塞，当前线程就需要看调用join方法时是处在哪个线程中，如上示例，就是处于main线程中，所以main线程阻塞，而调用join方法的那个线程对象是正常执行的，如果有多个线程，如main,a,b3个线程，b线程中调用了a.join()，那么b线程会被阻塞，a和main是正常执行的。
• 由于join底层是public final synchronized void join(long millis)，在上面的示例中因为main线程中调用了join方法，main线程就持有 synchronized 标记的这个锁，谁持有这个锁谁就等待。join方法中的wait()方法只会让持有锁的线程进入等待。所以main方法就没有获取到CPU资源。然后join方法执行完之后，JVM底层执行了notify的操作。

其他： join方法会释放锁，join方法的等待使用wait方法实现的，所以join的等待有释放锁的效果，sleep不会释放锁；

具体可参考博客：多线程(3) — join关键字 - 简书

yield：

yield() 方法是静态方法，一种主动让出CPU的方式，不会释放锁，它的作用是使当前线程从执行状态（运行状态）变为可执行状态（就绪状态），让 CPU 调度器重新调度一次，从而让具有相同优先级的线程有公平的竞争 CPU 的机会。

当线程调用 yield() 方法时，它会暂停当前正在执行的线程，让 CPU 去执行其他线程。但是，yield() 方法并不能保证当前线程马上就能重新获得 CPU 的执行权，因为 CPU 调度器是随时可能将其他线程调度为当前线程。

总之，yield() 方法只是一种提示，告诉 CPU 调度器可以让其他线程有机会运行，但不保证当前线程一定会被暂停并让出 CPU 执行权。这种提示对于线程的调度具有一定的参考作用，但实际效果因系统而异。在多数情况下，不应过度依赖 yield() 方法来实现程序的正确性和可靠性。

9. join和yield这两个关键词的具体区别是什么 

join()和yield()都是Java线程的关键字，但它们的作用和用法是不同的，具体区别如下：

1. join()的作用是让一个线程等待另一个线程的结束，即让当前线程加入到目标线程的执行序列中，调用join()方法的线程会阻塞，直到目标线程执行完毕。而yield()的作用是让出CPU执行时间，给其他线程执行的机会，调用yield()方法的线程会暂停当前正在执行的任务，让出CPU资源，使其他线程有机会执行。

2. 在使用join()方法时，当前线程必须要等待目标线程执行完毕才能继续执行，因此join()方法会影响程序的执行顺序和时间。而yield()方法只是暂停当前线程的执行，让出CPU时间片，使其他线程有机会执行，因此它不会影响程序的执行顺序和时间。

3. join方法会使当前线程释放锁，yield不会释放锁

总之，join()和yield()虽然都可以暂停线程的执行，但它们的作用和用法是不同的。join()方法主要用于等待其他线程执行完毕，而yield()方法则用于让出CPU执行时间，使其他线程有机会执行。