线程池

线程池（**Thread Pool**）是一种用于管理多个线程的机制，通过预先创建一定数量的线程，并将任务提交给线程池来执行，而不是为每个任务都单独创建和销毁线程。这样可以减少线程创建和销毁的开销，提高系统性能和资源利用率。

---

## 一、线程池的作用

1. **减少线程创建和销毁的开销**  
   每次创建和销毁线程都需要消耗系统资源，线程池复用已有线程，避免频繁创建/销毁。

2. **控制并发线程数量**  
   避免因线程过多导致系统资源耗尽或性能下降。

3. **提高响应速度**  
   线程一旦创建就可随时处理任务，不需要等待新线程启动。

4. **统一管理线程资源**  
   可以对线程进行统一调度、监控、异常处理等。

---

## 二、线程池的核心组件（Java 中）

在 Java 中，`java.util.concurrent` 包中提供了 `Executor` 框架，其中最核心的是 `ThreadPoolExecutor` 类：

### 1. **核心参数**

```java
public ThreadPoolExecutor(
    int corePoolSize,     // 核心线程数
    int maximumPoolSize,  // 最大线程数
    long keepAliveTime,   // 非核心线程空闲超时时间
    TimeUnit unit,        // 时间单位
    BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 任务队列
    ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂
    RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略
)
```

### 2. **工作流程**

1. 当有新任务提交时：
   - 如果当前线程数 < `corePoolSize`，创建一个新线程执行任务。
   - 否则，将任务放入队列 `workQueue`。
   - 如果队列已满，且当前线程数 < `maximumPoolSize`，创建新线程。
   - 如果队列已满，且当前线程数 >= `maximumPoolSize`，执行拒绝策略（`RejectedExecutionHandler`）。

---

## 三、常见的线程池类型（Java 中）

| 线程池类型 | 说明 |
|------------|------|
| `newFixedThreadPool(int nThreads)` | 固定大小的线程池，适合 CPU 密集型任务 |
| `newCachedThreadPool()` | 可缓存的线程池，适合 I/O 密集型任务 |
| `newSingleThreadExecutor()` | 单线程的线程池，保证任务顺序执行 |
| `newScheduledThreadPool(int corePoolSize)` | 支持定时任务的线程池 |

---

## 四、拒绝策略（`RejectedExecutionHandler`）

当线程池无法接受新任务时，会调用拒绝策略：

1. **AbortPolicy**（默认）：抛出 `RejectedExecutionException`
2. **CallerRunsPolicy**：由调用线程执行该任务
3. **DiscardPolicy**：直接丢弃任务
4. **DiscardOldestPolicy**：丢弃队列中最老的任务，尝试重新提交当前任务

---

## 五、使用示例（Java）

```java
import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个固定大小的线程池（5个线程）
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);

for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int taskId = i;
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("Task " + taskId + " is running by " + Thread.currentThread().getName());
            });
        }

executor.shutdown();
    }
}
```

---

## 六、线程池的应用场景

- Web 服务器处理请求（如 Tomcat、Nginx）
- 异步任务处理（如邮件发送、日志记录）
- 并发计算任务（如 MapReduce、分布式计算）
- 定时任务（如调度器）

---

## 七、注意事项

- **合理设置线程池大小**：太小会导致任务排队，太大可能造成资源浪费。
- **避免死锁**：不要在任务中阻塞主线程。
- **正确关闭线程池**：使用 `shutdown()` 或 `shutdownNow()` 来释放资源。

---

如果你有特定语言（如 Python、C++）的线程池实现需求，也可以告诉我，我可以为你提供对应的实现方式。