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Java インタビュースレッドプール

以下は、Java インタビューで私がまとめたスレッドプールに関する一般的な質問の一部です。ここで共有します。

スレッドプールとは何ですか?

スレッドプールはマルチスレッド処理の一種で、処理中にタスクがスレッドプールに投入され、タスクの実行がスレッドプールによって管理されます。

リクエストごとに処理するスレッドが作成されると、サーバーのリソースはすぐに使い果たされてしまいます。スレッドプールを使用すると、作成および破棄されるスレッドの数を減らすことができ、各ワーカースレッドを再利用できます。複数のタスクを実行できます。。

スレッドプールを使用する理由

スレッドの作成と破棄のコストは比較的大きく、これらの時間は業務の処理時間よりも長くなる可能性があります。このような頻繁なスレッドの作成と破棄は、ビジネスワーカースレッドと相まってシステムリソース時間を消費し、システムリソースの不足につながる可能性があります。 (スレッドの作成と破棄のプロセスを削除できます)

スレッドプールの役割は何ですか?

スレッドプールの機能は、システム内の実行スレッドの数を制限することです。

1. 効率を向上します。一定数のスレッドを作成してプールに入れ、必要に応じてプールから 1 つ取り出します。これは、必要に応じてスレッドオブジェクトを作成するよりもはるかに高速です。

2. 管理を容易にするために、スレッドプール管理コードを記述して、プール内のスレッドを均一に管理できます。たとえば、プログラムは開始時に 100 個のスレッドを作成します。リクエストがあるたびに、スレッドが作成されます。同時リクエストが 101 件あった場合、無限のスレッド作成によるシステムクラッシュを避けるために、余分なリクエストをキューに入れることができます。

いくつかの一般的なスレッドプールと使用シナリオについて話しましょう

1. newSingleThreadExecutor

唯一の作業スレッドのみを使用するシングルスレッドスレッドプールを作成します。すべてのタスクが指定された順序 (FIFO、LIFO、優先順位) で実行されるようにします。

2. newFixedThreadPool

同時スレッドの最大数を制御できる固定長のスレッドプールを作成し、超過したスレッドはキューで待機します。

3. newCachedThreadPool

キャッシュ可能なスレッドプールを作成します。スレッドプールの長さが処理の必要性を超えた場合は、アイドル状態のスレッドを柔軟にリサイクルできます。リサイクルできない場合は、新しいスレッドを作成します。

4. newScheduledThreadPool

スケジュールされた定期的なタスクの実行をサポートするために、固定長のスレッドプールを作成します。

スレッドプール内のいくつかの重要なパラメータ

corePoolSize は、スレッドプール内のコアスレッドの数です。これらのコアスレッドは、役に立たなくなった場合にのみリサイクルされません

maximumPoolSize は、スレッドプールに収容できるスレッドの最大数です。

keepAliveTime は、コアスレッド以外の他のスレッドをスレッドプールに保持できる最長時間です。コアスレッドはタスクがなくてもクリアできません。残りのスレッドには生存時間があります。これは、非コアスレッドが保持できる最長のアイドル時間を意味します。

util を使用して、この時間を 1 単位として計算します。

workQueue は待機キューです。実行を待つタスクキューにタスクを格納できます。FIFIO 原則 (先入れ先出し) が実装されています。

(その他の関連するインタビューの質問の共有: java インタビューの質問と回答)

threadFactory は、スレッドを作成するスレッドファクトリです。

handler は拒否戦略であり、タスクがいっぱいになった後で特定のタスクの実行を拒否できます。

スレッドプールの拒否戦略について話す

リクエストタスクが引き続き到着し、現時点でシステムがそれらを処理できない場合、採用する必要がある戦略はサービスを拒否することです。 RejectedExecutionHandler インターフェイスは、タスク処理を拒否するカスタムメソッドの機会を提供します。 ThreadPoolExecutor には 4 つの処理戦略が含まれています。

AbortPolicy 戦略: この戦略は例外を直接スローし、システムが正常に動作しなくなります。

CallerRunsPolicy 戦略: スレッドプールが閉じられていない限り、この戦略は現在破棄されたタスクを呼び出し側スレッドで直接実行します。

DiscardOleddestPolicy 戦略: この戦略は、実行されようとしているタスクである最も古いリクエストを破棄し、現在のタスクを再度送信しようとします。

DiscardPolicy 戦略: この戦略は、何も処理せずに処理できないタスクをサイレントに破棄します。

JDK がデフォルトで提供する 4 つの拒否戦略に加えて、独自のビジネスニーズに応じて拒否戦略をカスタマイズできます。カスタマイズ方法は非常に簡単で、RejectedExecutionHandler インターフェイスを直接実装するだけです。

実行と送信の違いは何ですか?

これまでの説明では、executeメソッドを使用してタスクを実行しましたが、executeメソッド以外にも、サブミットしたタスクを実行できるsubmitメソッドもあります。

これら 2 つの方法の違いは何ですか?どのようなシナリオに適用できますか?簡単な分析をしてみましょう。

execute は、戻り値に注意を払う必要がないシナリオに適しており、実行のためにスレッドをスレッドプールにスローするだけで済みます。

submit メソッドは、戻り値に注意する必要があるシナリオに適しています

5 つのスレッドプールの使用シナリオ

newSingleThreadExecutor: 順次実行を保証する必要があり、1 つのスレッドのみが実行されるシナリオで使用できるシングルスレッドスレッドプール。

newFixedThreadPool: 既知の同時実行圧力の下でスレッドの数を制限するために使用できる固定サイズのスレッドプール。

newCachedThreadPool: 無限に拡張できるスレッドプール。比較的実行時間の短いタスクの処理に適しています。

newScheduledThreadPool: 遅延してスケジュールして開始できるスレッドプール。定期的なタスクを実行するために複数のバックグラウンドスレッドが必要なシナリオに適しています。

newWorkStealingPool: 複数のタスクキューを持つスレッドプール。接続数を減らし、並列実行に使用可能な現在の CPU 数でスレッドを作成できます。

スレッドプールを閉じる

スレッドプールを閉じるには、shutdownNow および shutdown メソッドを呼び出します。

shutdownNow: 実行中のすべてのタスクに中断() を発行し、実行を停止し、キャンセルします。まだ開始されていないすべてのタスクを返し、まだ開始されていないタスクのリストを返します。

shutdown: shutdown を呼び出すと、スレッドプールは新しいタスクを受け入れなくなりますが、送信されたタスクや実行中のタスクを強制的に終了することはありません。

スレッドプールの初期化時のスレッド数の選択

タスクが IO 集中型の場合、通常、スレッド数を CPU 数の 2 倍以上に設定する必要があります。 CPU リソースの使用を最大化します。

タスクが CPU を集中的に使用する場合、通常、スレッド数は CPU の数に 1 を加えて設定するだけで済みます。スレッドを増やすと、コンテキストの切り替えが増加するだけで、CPU 使用率は増加しません。

上記は単なる基本的な考え方であり、本当に正確な制御が必要な場合は、オンラインになった後もスレッドプール内のスレッドとキューの数を観察する必要があります。

スレッドプールにはどのような種類のワークキューがありますか?

1. ArrayBlockingQueue

は、配列構造に基づく制限付きブロッキングキューです。このキューは FIFO に基づいています。 (先入れ先出し) 要素を並べ替える原則。

2. LinkedBlockingQueue

リンクリスト構造に基づくブロッキングキューこのキューは、FIFO (先入れ先出し) に従って要素を並べ替え、通常、スループットは ArrayBlockingQueue よりも高くなります。静的ファクトリメソッド Executors.newFixedThreadPool() は、要素を格納しないブロックキューであるこのキュー

#3、SynchronousQueue

を使用します。各挿入操作は、別のスレッドが削除操作を呼び出すまで待機する必要があります。そうでない場合、挿入操作は常にブロックされ、スループットは通常 LinkedBlockingQueue よりも高くなります。静的ファクトリメソッド Executors.newCachedThreadPool はこのキューを使用します。

4. PriorityBlockingQueue

優先度のある無限ブロッキングキュー。

Java インタビュー スレッド プール

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