面试题：Java线程池中如何避免共享线程池带来的线程资源竞争问题

Question

请简述在Java线程池中，为避免共享线程池导致的线程资源竞争，通常可以采取哪些策略，例如从线程池的配置参数、任务分配等方面进行说明。

Answer 1

1. 线程池配置参数方面
   • 设置合理的核心线程数与最大线程数：根据任务类型和系统资源，确定合适的核心线程数corePoolSize和最大线程数maximumPoolSize。对于I/O密集型任务，核心线程数可设置为CPU核心数的2倍左右；对于CPU密集型任务，核心线程数可与CPU核心数相近。避免线程数过多导致上下文切换开销过大以及资源竞争。例如，若系统有8个CPU核心，对于CPU密集型任务，核心线程数可设为8，最大线程数也不宜过大，防止过多线程争抢CPU资源。
   • 设置合适的队列容量：使用有界队列（如ArrayBlockingQueue），设置合理的队列容量capacity。若队列容量过小，任务可能很快被提交到线程池创建新线程，增加线程创建开销和资源竞争；若队列容量过大，大量任务在队列中堆积，可能导致任务处理延迟。例如，根据预估的任务流量，设置队列容量为100，当任务数超过队列容量且线程数未达到最大线程数时，才创建新线程处理任务。
   • 设置合理的存活时间：设置线程存活时间keepAliveTime，当线程数超过核心线程数时，多余的空闲线程在存活时间后会被销毁。合理设置存活时间，可避免过多空闲线程占用资源，减少资源竞争。例如，设置存活时间为1分钟，若1分钟内线程一直空闲且线程数大于核心线程数，该线程会被销毁。
2. 任务分配方面
   • 使用不同的线程池：根据任务的类型、优先级等将任务分配到不同的线程池。例如，将高优先级任务、I/O密集型任务、CPU密集型任务分别提交到不同的线程池处理。这样可以避免不同类型任务相互干扰，减少资源竞争。比如创建一个高优先级任务线程池，核心线程数为4，最大线程数为8，专门处理高优先级任务；再创建一个I/O密集型任务线程池，核心线程数为16，最大线程数为32。
   • 任务优先级调度：对任务设置优先级，在线程池执行任务时，按照优先级顺序处理任务。例如，使用PriorityBlockingQueue作为线程池的任务队列，任务实现Comparable接口，根据优先级进行排序。线程池从队列中获取任务时，优先获取高优先级任务，确保高优先级任务优先执行，减少与低优先级任务的资源竞争。
   • 任务隔离：将相互独立、无依赖关系的任务分开处理，避免任务之间因共享资源而产生竞争。例如，在一个电商系统中，将订单处理任务和商品推荐任务分别提交到不同的线程池，因为这两个任务通常没有直接的数据交互和资源共享，可有效减少线程资源竞争。