赶紧收藏！2024 年最常见 100道 Java 基础面试题（二十三）

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四十五、线程池都有哪些状态？

在Java中，线程池（ThreadPoolExecutor）的状态与Java的线程状态是不同的。线程池的状态主要指的是线程池的生命周期状态，它定义了线程池对提交的任务的处理方式。以下是线程池的几种状态：

运行（Running）：
- 在这个状态下，线程池可以接受新的任务，也可以处理阻塞队列中的等待任务。
关闭（Shutting Down）：
- 线程池的shutdown()方法被调用后，线程池进入关闭状态。此时，线程池不再接受新任务，但会处理阻塞队列中的已提交任务。
停止（Stop）：
- 当调用线程池的shutdownNow()方法时，线程池会尝试停止处理等待任务，并尝试停止所有正在执行的任务。此时线程池的状态是停止。shutdownNow()会尝试立即停止所有活动执行的任务。
阻塞（Blocked）：
- 线程池的状态并不包括阻塞，但如果所有线程都忙碌，且队列已满，那么线程池在处理任务时可能会表现出阻塞的特性。
终止（Terminated）：
- 线程池在执行完所有提交的任务后，可以变为终止状态。线程池的isTerminating()方法可以用来判断线程池是否在终止过程中。
等待（Waiting）：
- 线程池的状态并不包括等待，但线程池中的线程在没有任务可执行时，会处于等待状态，直到有新的任务到来或线程池被关闭。

线程池状态转换和相关方法：

启动：当线程池被创建，并且至少有一条线程在运行时，线程池就处于运行状态。
关闭：调用shutdown()方法会关闭线程池，不再接受新任务，但会处理队列中的等待任务。
立即停止：调用shutdownNow()方法会让线程池尝试立即停止，并中断正在执行的任务。
终止：当线程池中的所有任务都已完成，且所有线程都已停止时，线程池变为终止状态。

示例代码：

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

public class ThreadPoolStatusExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(
            3, // core pool size
            10, // maximum pool size
            60L, // keep-alive time
            TimeUnit.SECONDS, // time unit
            new LinkedBlockingQueue<Runnable>() // work queue
        );

        // 关闭线程池，不再接受新任务，但处理等待任务
        executor.shutdown();

        // 尝试立即停止，中断正在执行的任务
        executor.shutdownNow();

        // 判断线程池是否终止
        ((ThreadPoolExecutor) executor).isTerminating();
    }
}

总结：

线程池的状态反映了线程池的生命周期，从运行到关闭，再到终止。
线程池的状态转换由相应的线程池控制方法触发，如shutdown()和shutdownNow()。
了解线程池的状态对于正确管理线程池和任务调度非常重要。

四十六、线程池中`submit()`和`execute()`方法有什么区别？

在Java的java.util.concurrent包中，ThreadPoolExecutor类提供了两个关键的方法来提交任务：submit()和execute()。这两个方法都用于向线程池提交任务，但它们之间存在一些差异：

返回类型：
- submit()方法的返回类型是Future<?>，它允许你获取任务执行的结果，或者在任务完成前取消任务。
- execute()方法不接受返回值，也不提供Future对象，因此你无法通过它来获取任务的执行结果或取消任务。
任务结果：
- 使用submit()方法，你可以获取任务执行的结果，特别是当任务是一个Callable对象时。这使得submit()适用于那些需要返回值的异步任务。
- execute()方法主要用于那些不需要返回结果的Runnable任务。
异常处理：
- 在submit()方法中，如果任务在执行过程中抛出异常，异常会被捕获并作为Future的一部分，你可以通过调用Future.get()方法来获取这个异常。
- 在execute()方法中，如果任务抛出异常，异常会由线程池内部处理，除非线程池的RejectedExecutionHandler有特殊的处理逻辑，否则你无法直接感知到这个异常。
任务调度：
- submit()方法可以用于执行Callable和Runnable任务，而execute()方法只能执行Runnable任务。
线程池关闭后的行为：
- 当线程池关闭后，submit()方法会抛出RejectedExecutionException，因为它尝试向线程池提交任务。
- execute()方法在线程池关闭后的行为取决于线程池的状态和具体实现，但通常也会拒绝新任务的提交。
示例代码：

import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolSubmitExecuteExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);

        // 使用submit()提交任务
        Future<?> future = executorService.submit(() -> {
            System.out.println("Task submitted with a Future");
        });
        // 可以调用future.get()来获取任务执行结果或异常

        // 使用execute()提交任务
        executorService.execute(() -> {
            System.out.println("Task executed without a Future");
        });
        // 不能获取任务执行结果或取消任务

        executorService.shutdown();
    }
}

总结：