1。背景介绍今天跟大家聊聊一个互联网大公司的Java面试题：使用无界队列的线程池会不会导致内存飙升？因为当你面对一个大型的互联网公司时，你肯定会问并发的问题。问到并发，肯定会问到线程池。当你问起线程池的时候，肯定会问到构造线程池的一些参数的含义。然后，有些面试官会问一些关于线程池具体场景的可能问题。所以可能会有像上面这样的面试题，在Java面试中属于比较高级的。相信大家至少应该知道什么是线程池吧。简单点说就是维护一个池子，池子里有很多线程。然后一个任务来了，某个线程获取这个任务去执行。任务执行完后，线程不会被释放，而是留在线程池中，继续等待下一个任务。这样做的一个好处是您不需要频繁地手动创建和销毁线程。线程毕竟是重资源，频繁的创建和销毁对系统性能不利。我们通过下图来复习一下线程池的含义。2、线程池是如何构造的？那么平时写Java代码的时候，还记得线程池是怎么构造的吗？是不是类似于下面的代码，比如我们构造一个线程数固定的线程池：那么Executors.newFixedThreadPool(10)是如何构造线程池的呢？其实很简单。打开JDK源码可以看到里面的代码如下：简单来说就是构造了一个ThreadPoolExecutor对象实例。你粗略的认为是一个线程池，传入了一些参数，这些参数大致包括已经有：corePoolSizemaximumPoolSizekeepAliveTimeworkQueue如果我们构造线程池时传入的线程数是10，那么这里corePoolSize和maximumSize都是10，keepAliveTime默认为0，workQueue是一个无界的LinkedBlockingQueue。下面我们在构造线程池并传入一些参数后，看看线程池的具体运行原理。3、线程池的运行原理简单来说，线程池一开始其实是空的，也就是没有线程，如下图所示。那么如果你使用线程池提交任务，你想让它由线程池中的一个线程来执行，如下代码所示，就是提交任务：这个时候，线程池会先检查线程池中是否有达到指定数量的corePoolSize。现在线程池的线程数为0，corePoolSize为10，肯定达不到，所以会直接在线程池中创建一个线程，然后执行这个任务，如下图。那么如果说这个线程处理完了一个任务，那么这个时候线程就不会被销毁，它会一直等待下一个提交的任务。那么还等什么呢？很简单，线程池会配一个workQueue，比如这里是一个无界的LinkedBlockingQueue，可以放几乎无限的任务。然后当那个线程处理完一个任务后，它会尝试以阻塞的方式从任务队列中获取任务。如果队列为空，它将阻塞并停留在那里，直到有人将任务放入队列中。会获取到一个任务，然后继续执行，如此循环往复，如下图所示。然后再提交任务，线程池判断发现，嗯？好像线程数只有1，完全小于corePoolSize(10)，所以继续直接在池中创建线程，然后处理这个任务。处理完后，继续尝试从workQueue中阻塞任务。重复以上操作，直到线程池中有10个线程，达到corePoolSize指定的数量，如下图所示。如果这个时候你再提交任务，他会一下子找到，嗯？不是，线程池里已经有10个线程了，和corePoolSize指定的线程数一样。所以现在，我不需要创建任何额外的线程。现在您只需要提交任务并将它们全部直接排入workQueue。此时线程池中的线程都阻塞在workQueue上等待获取任务。当有任务进来时，就会唤醒一个线程来处理这个任务。任务处理完成后，会再次阻塞在workQueue上，尝试获取下一个任务，如下图所示。意思是。这里我们看到他使用的是无界LinkedBlockingQueue，但是如果他使用的是有界队列呢？例如，如果队列最多只能有10个任务，那么如果线程池中的线程来不及处理任务，那么队列会一下子充满10个任务。这时候任务会加入队伍失败，因为队列已满，无法加入。然后它会再次尝试在线程池中创建线程。这时候会一直创建线程，直到线程池中的线程数达到maximumPoolSize指定的数量。虽然这里的固定线程池默认有相同数量的corePoolSize和maximumPoolSize，但是可以假设此时maximumPoolSize的数量是20？然后会继续创建线程，直到线程数达到20，等队列满了再使用额外创建的10个线程继续处理任务。整个过程如下图所示：如果队列满了，线程池中的线程数达到了maximumPoolSize指定的数量，不能再创建线程，这时候会发生什么？答案是：会被拒绝，不允许你继续提交任务。这个时候默认是抛出异常。那么，上图中额外创建的超过corePoolSize的线程怎么办？一旦创建，就会发现线程池的数量已经超过了corePoolSize，就会尝试去等待workQueue中的任务。一旦超过keepAliveTime指定的时间，就无法获取任务。比如keepAliveTime为60秒，那么如果超过60秒无法获取到任务，就会自动释放，同时销毁线程。整个过程如下图所示。4、无界队列引起的内存暴涨了解线程池的运行原理，这道面试题很容易回答。我们以最常用的固定线程池为例。线程池的数量是固定的，因为它使用了一个近乎无界的LinkedBlockingQueue，可以几乎无限制地把任务放入队列。所以只要线程池中的线程数达到了corePoolSize指定的数量，那么这个固定的线程数就会一直保持下去。然后，所有任务都会入队到workQueue中，线程会从workQueue中获取任务进行处理。这个队列几乎永远不会满，当然是几乎，因为LinkedBlockingQueue默认的最大任务数是Integer.MAX_VALUE，很大，几乎可以理解为无穷大。只要队列未满，就与maximumPoolSize和keepAliveTime无关，因为不会创建超过corePoolSize个数的线程。同样的，给大家放一张图，大家看一下：那么万一这时候每个线程都获取到一个task，那么处理的时间就非常长，长的离谱。例如，如果处理一个任务需要几个小时，这时候会发生什么？当然，workQueue中的任务会越来越多，还会不断增加。这个过程会导致机器内存占用飙升，极端情况下，可能会导致JVMOOM，系统挂掉。那么这就是这道面试题背后你需要知道的线程池的运行原理，以及你可能会遇到的一些问题。每个人都应该意识到这一点。
