面试题：网络编程中Java多线程如何处理高并发请求

线程池的选择与配置

选择合适的线程池：
- FixedThreadPool：适用于已知并发请求数量且相对稳定的场景。例如，如果预估并发请求数在100左右，且系统资源有限，可以创建一个固定大小为100的FixedThreadPool。它的优点是线程数量固定，不会因为过多请求导致线程资源耗尽，缺点是如果请求处理时间过长，可能会导致队列堆积。
- CachedThreadPool：适合处理大量短时间的突发请求。它会根据需要创建新线程，如果线程闲置一段时间（默认60秒），会被回收。例如在秒杀活动开始瞬间，大量请求涌入，CachedThreadPool可以快速创建线程来处理，但如果持续有大量请求，可能会消耗过多系统资源。
- ScheduledThreadPool：如果项目中有定时任务，比如定时清理缓存，定时更新数据等，就可以使用ScheduledThreadPool。它可以按照指定的延迟时间或周期执行任务。
- ThreadPoolExecutor：这是最灵活的线程池实现类，可以根据项目需求自定义线程池的核心线程数、最大线程数、存活时间等参数。在大多数复杂的网络后端开发场景下，推荐使用ThreadPoolExecutor。例如，核心线程数设置为CPU核心数的2倍，最大线程数设置为CPU核心数的4倍，这样既可以充分利用CPU资源，又能在高并发时适当增加处理能力。
配置线程池参数：
- 核心线程数：通常根据CPU核心数和任务类型来确定。对于I/O密集型任务，核心线程数可以设置为CPU核心数的2 - 3倍，因为I/O操作会使线程等待，此时多一些线程可以提高CPU利用率；对于CPU密集型任务，核心线程数可以设置为CPU核心数，避免过多线程竞争CPU资源。
- 最大线程数：要考虑系统资源，如内存等。如果线程数过多，会导致系统性能下降。一般在核心线程数的基础上适当增加，比如增加2 - 3倍。
- 线程存活时间：对于CachedThreadPool和ThreadPoolExecutor（当线程数超过核心线程数时），设置合理的线程存活时间，比如1 - 2分钟，可以及时回收闲置线程，释放资源。
- 任务队列：选择合适的任务队列。ArrayBlockingQueue是有界队列，可设置固定大小，能防止任务无限堆积；LinkedBlockingQueue是无界队列，适用于请求处理速度较快，不会导致队列过度膨胀的场景；SynchronousQueue不存储任务，直接将任务交给线程处理，适用于处理速度极快的场景。

线程安全的考虑

共享资源同步：
- 使用synchronized关键字：如果项目中有共享资源，比如共享的缓存数据，在访问和修改这些资源的方法或代码块上使用synchronized关键字。例如：

private static final Object lock = new Object();
public void updateSharedResource() {
    synchronized (lock) {
        // 对共享资源进行操作
    }
}

使用Lock接口：相比synchronized，Lock接口提供了更灵活的锁控制，如可中断的锁获取、公平锁等。例如ReentrantLock：

private static final Lock lock = new ReentrantLock();
public void updateSharedResource() {
    lock.lock();
    try {
        // 对共享资源进行操作
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

线程安全的类：
- 使用线程安全的集合类：在处理并发数据时，使用线程安全的集合类，如ConcurrentHashMap代替HashMap，CopyOnWriteArrayList代替ArrayList等。例如：

ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("key", 1);

原子类：对于简单的共享变量操作，使用原子类，如AtomicInteger、AtomicLong等，它们提供了原子性的操作，无需额外的同步机制。例如：

AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
count.incrementAndGet();

避免死锁：
- 按顺序加锁：如果在多个线程中需要获取多个锁，按照相同的顺序获取锁。例如，线程A和线程B都需要获取锁lock1和lock2，那么都先获取lock1，再获取lock2。
- 定时锁：使用Lock接口的tryLock方法，设置获取锁的超时时间，如果在规定时间内无法获取锁，则放弃获取，避免无限等待导致死锁。例如：

if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) {
    try {
        // 处理逻辑
    } catch (InterruptedException e) {
        // 处理中断异常
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

具体设计思路

请求接收与分发：
- 使用Servlet或Netty等框架接收网络请求。例如在Servlet中，通过HttpServlet的doGet、doPost等方法接收请求。
- 将接收到的请求封装成任务，提交到线程池。可以定义一个任务类，实现Runnable或Callable接口，在任务类中处理具体的业务逻辑。
业务逻辑处理：
- 在任务类的run或call方法中，调用业务逻辑处理方法。这些方法要保证线程安全，按照上述线程安全的考虑进行设计。
- 如果业务逻辑涉及到数据库操作、文件操作等I/O操作，要注意合理使用连接池等资源，避免资源耗尽。
响应返回：
- 任务处理完成后，将处理结果返回给客户端。在Servlet中，可以通过HttpServletResponse将结果写入响应流；在Netty中，可以通过ChannelFuture将结果发送回客户端。
监控与调优：
- 使用JMX（Java Management Extensions）等工具监控线程池的运行状态，如线程池中的线程数量、任务队列大小、已完成任务数等。
- 根据监控结果，动态调整线程池的参数，优化系统性能，确保系统在高并发下稳定运行。

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面试题：网络编程中Java多线程如何处理高并发请求

知识考点

面试题答案

线程池的选择与配置

线程安全的考虑

具体设计思路