面试题：Java线程池最大线程数与系统负载的关系及设置策略

Question

假设你正在开发一个高并发的Java应用，服务器的CPU核心数为8，内存为16GB，应用主要处理I/O密集型任务和少量CPU密集型任务，详细说明如何基于这些条件设置线程池的最大线程数，并解释原因。

Answer 1

1. 计算I/O密集型任务线程数：
   • 对于I/O密集型任务，线程大部分时间都在等待I/O操作完成，而不是占用CPU。经验法则是可以设置线程数为CPU核心数的2倍甚至更多。因为在I/O等待时，CPU处于空闲状态，多线程可以充分利用CPU的空闲时间。
   • 这里CPU核心数为8，I/O密集型任务线程数可以设置为16（2 * 8）。
2. 计算CPU密集型任务线程数：
   • CPU密集型任务主要消耗CPU资源，理想情况下线程数应该等于CPU核心数，这样可以充分利用每个CPU核心，避免线程过多导致上下文切换开销过大。所以对于少量的CPU密集型任务，线程数可以设置为8。
3. 综合设置线程池最大线程数：
   • 由于应用主要处理I/O密集型任务和少量CPU密集型任务，整体线程池的最大线程数应以I/O密集型任务为主导。
   • 综合考虑，线程池最大线程数可以设置为24（16（I/O密集型任务线程数） + 8（CPU密集型任务线程数））。这样既可以充分利用CPU资源处理CPU密集型任务，又能通过多线程高效处理I/O密集型任务，减少I/O等待时间，提升整体应用在高并发场景下的性能。

原因：设置合理的线程数可以避免线程过多导致的上下文切换开销过大，同时充分利用CPU和I/O资源。对于I/O密集型任务，多线程可以在I/O等待时让CPU处理其他任务；对于CPU密集型任务，线程数等于CPU核心数可以避免过度竞争CPU资源。综合两者设置线程池最大线程数，能适应应用中不同类型任务的特点，优化高并发性能。