面试题：Java AIO回调函数执行时间优化的线程调度策略

1. 理解回调函数执行时间影响性能的场景

在Java AIO应用中，回调函数可能会因为执行复杂的业务逻辑、I/O操作等导致执行时间过长，从而影响整体性能。例如，回调函数中进行大量的数据库查询、复杂的计算，这些操作如果在单个线程中执行，可能会阻塞其他回调函数的执行。

2. 线程调度策略优化 - 线程池的使用

创建线程池：使用ThreadPoolExecutor类来创建线程池。合理配置线程池参数是优化回调函数执行时间的关键。
核心线程数（corePoolSize）：
- 配置策略：根据应用的实际负载和CPU核心数来设置。一般可设置为CPU核心数 * 2。例如，如果服务器是8核CPU，corePoolSize可设置为16。
- 原因：这样能充分利用CPU资源，在高负载情况下，让每个CPU核心都有足够的任务处理，避免线程频繁创建和销毁的开销。同时，预留一些额外的线程，以应对短暂的负载高峰。
最大线程数（maximumPoolSize）：
- 配置策略：可根据系统资源情况适当放大，如corePoolSize * 2。例如，corePoolSize为16时，maximumPoolSize可设置为32。
- 原因：当任务量突然大幅增加，核心线程数不足以处理时，线程池可以创建新的线程，直到达到最大线程数。但设置过大可能会导致系统资源耗尽，因此需要根据实际情况权衡。
队列容量（workQueue）：
- 配置策略：选择合适的队列类型，如LinkedBlockingQueue。对于容量，可根据预估的任务量设置，例如设置为1000。
- 原因：当核心线程都在忙碌时，新的任务会被放入队列。合适的队列容量可以在一定程度上缓冲任务，避免任务直接创建新线程导致系统资源过度消耗。LinkedBlockingQueue是无界队列，需要注意防止任务堆积导致内存溢出。如果设置有界队列，当队列满且达到最大线程数时，新任务将根据拒绝策略处理。
线程存活时间（keepAliveTime）：
- 配置策略：设置一个合理的时间，如5秒。
- 原因：当线程池中的线程数量超过核心线程数，并且这些多余的线程在指定的存活时间内没有任务执行，它们将被终止。这样可以在负载降低时回收多余的线程资源，避免资源浪费。
拒绝策略（RejectedExecutionHandler）：
- 配置策略：可选择ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy策略。
- 原因：当线程池和队列都满了，无法处理新任务时，CallerRunsPolicy策略会让提交任务的线程自己去执行该任务。这样可以在一定程度上减轻线程池的压力，并且保证任务不会丢失。其他策略如AbortPolicy会直接抛出异常，DiscardPolicy会直接丢弃任务，DiscardOldestPolicy会丢弃队列中最老的任务，相比之下，CallerRunsPolicy更适合在应用层面进行处理。

3. 示例代码

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class AIOThreadPoolOptimization {
    private static final int CORE_POOL_SIZE = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;
    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CORE_POOL_SIZE * 2;
    private static final long KEEP_ALIVE_TIME = 5;
    private static final TimeUnit TIME_UNIT = TimeUnit.SECONDS;
    private static final BlockingQueue<Runnable> WORK_QUEUE = new LinkedBlockingQueue<>(1000);

    private static ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
            CORE_POOL_SIZE,
            MAXIMUM_POOL_SIZE,
            KEEP_ALIVE_TIME,
            TIME_UNIT,
            WORK_QUEUE,
            new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

    public static void main(String[] args) {
        // 模拟回调任务
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            executor.submit(() -> {
                // 回调函数逻辑
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is handling callback task");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        executor.shutdown();
    }
}

通过上述合理配置线程池参数，能有效优化Java AIO应用中回调函数的执行时间，提升整体性能。

面试题：Java AIO回调函数执行时间优化的线程调度策略

知识考点

面试题答案

1. 理解回调函数执行时间影响性能的场景

2. 线程调度策略优化 - 线程池的使用

3. 示例代码