后端系统设计面试题, 让你设计一个线程池,怎么设计?

Step 1

Q:: 如何设计一个线程池？

A:: 设计一个线程池涉及几个关键部分：

1. **线程池大小**：需要根据系统的硬件资源（如CPU核心数）和应用的需求来设置线程池的大小。常见的做法是将线程池大小设置为CPU核心数的2倍左右。

2. 任务队列：线程池中应包含一个任务队列，用于存放等待执行的任务。当所有线程都在工作时，新的任务会被放入队列中等待。

3. 线程管理：线程池应当管理线程的创建和销毁，以避免资源浪费。通常情况下，线程池会在启动时预先创建一定数量的线程，并在运行时根据负载增加或减少线程数量。

4. 任务执行策略：线程池需要制定策略来决定如何处理新任务。如果线程池已满且任务队列也已满时，可能需要拒绝新任务或采取其他措施。

5. 线程回收：为避免线程长期占用资源，可以设置线程的空闲时间，当线程空闲时间超过某个阈值时，将其回收。

Step 2

Q:: 线程池中的任务队列采用什么数据结构？

A:: 任务队列通常采用阻塞队列（如LinkedBlockingQueue或ArrayBlockingQueue）。阻塞队列能够在没有可用线程时自动阻塞任务的添加，并在有线程可用时自动唤醒。这种机制能够有效地平衡生产者与消费者之间的速度差异。

Step 3

Q:: 如何处理线程池中的异常情况？

A:: 在线程池中执行的任务可能会抛出异常，因此需要确保异常被正确处理。可以通过自定义线程工厂或重写线程池中的beforeExecute、afterExecute等钩子方法来捕获异常并进行相应处理。另外，也可以使用Future.get()方法来捕获任务执行过程中抛出的异常。

Step 4

Q:: 如何动态调整线程池大小？

A:: 可以通过ThreadPoolExecutor的setCorePoolSize和setMaximumPoolSize方法动态调整线程池的核心线程数和最大线程数。此外，还可以根据任务的实际执行时间、队列长度等信息，通过自定义策略动态调整线程池大小。