面试题：Java中如何利用多线程提升与多核处理器适配性

创建多线程的两种常见方式

继承Thread类：
- 定义一个类继承Thread类。
- 重写run()方法，在该方法中编写线程执行的代码。
- 创建该类的实例，调用start()方法启动线程。示例代码：

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("This is a thread created by extending Thread class.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();
    }
}

实现Runnable接口：
- 定义一个类实现Runnable接口。
- 实现run()方法，编写线程执行的代码。
- 创建该类的实例，将其作为参数传递给Thread类的构造函数，然后调用start()方法启动线程。示例代码：

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("This is a thread created by implementing Runnable interface.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start();
    }
}

通过线程池管理多线程提高系统性能和与多核处理器的适配性

使用线程池的优势：
- 降低资源消耗：避免频繁创建和销毁线程带来的开销。
- 提高响应速度：当任务到达时，无需等待线程创建即可执行。
- 提高线程的可管理性：可以对线程进行统一的调度和监控。
Java中的线程池实现：
- 使用ExecutorService接口和ThreadPoolExecutor类： ThreadPoolExecutor是ExecutorService接口的实现类，通过它可以创建自定义参数的线程池。构造函数参数：
  - corePoolSize：线程池中核心线程的数量，即使线程处于空闲状态，也不会被销毁，除非设置了allowCoreThreadTimeOut为true。
  - maximumPoolSize：线程池中允许的最大线程数量。
  - keepAliveTime：当线程数大于核心线程数时，多余的空闲线程等待新任务的最长时间，超过这个时间，多余线程将被销毁。
  - unit：keepAliveTime的时间单位。
  - workQueue：用于存储等待执行任务的队列。示例代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程池
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
                2, 
                4, 
                10, 
                TimeUnit.SECONDS, 
                new java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue<>());
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int taskNumber = i;
            executorService.submit(() -> {
                System.out.println("Task " + taskNumber + " is running on thread " + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        executorService.shutdown();
        try {
            if (!executorService.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
                executorService.shutdownNow();
                if (!executorService.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
                    System.err.println("Pool did not terminate");
                }
            }
        } catch (InterruptedException ie) {
            executorService.shutdownNow();
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

- **使用`Executors`工具类创建常见类型的线程池**：
    - **`Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)`**：创建一个固定大小的线程池，线程池中的线程数量始终保持为`nThreads`。适用于负载比较稳定，需要控制并发数的场景。
    - **`Executors.newCachedThreadPool()`**：创建一个可缓存的线程池，如果线程池中的线程空闲时间超过60秒，线程将被回收。适用于任务执行时间短，并发量变化大的场景。
    - **`Executors.newSingleThreadExecutor()`**：创建一个单线程的线程池，所有任务按照提交顺序依次执行。适用于需要保证顺序执行，并且资源有限的场景。

示例代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建固定大小线程池
        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int taskNumber = i;
            fixedThreadPool.submit(() -> {
                System.out.println("Task " + taskNumber + " is running on thread " + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        fixedThreadPool.shutdown();

        // 创建可缓存线程池
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int taskNumber = i;
            cachedThreadPool.submit(() -> {
                System.out.println("Task " + taskNumber + " is running on thread " + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        cachedThreadPool.shutdown();

        // 创建单线程线程池
        ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int taskNumber = i;
            singleThreadExecutor.submit(() -> {
                System.out.println("Task " + taskNumber + " is running on thread " + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        singleThreadExecutor.shutdown();
    }
}

与多核处理器的适配：
- 根据处理器核心数动态调整线程池参数，例如核心线程数可以设置为处理器核心数，以充分利用多核处理器的计算能力。
- 通过合理设置线程池的最大线程数和队列容量，避免过多线程竞争资源导致性能下降，确保每个核心都能高效处理任务。

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面试题：Java中如何利用多线程提升与多核处理器适配性

知识考点

面试题答案

创建多线程的两种常见方式

通过线程池管理多线程提高系统性能和与多核处理器的适配性