Java线程池：获取运行线程数并控制线程启动速度的方法

线程池是 Java 多线程编程中一个非常重要的组件，常用来管理线程的创建、分配、执行、回收等功能，从而更加高效地利用 CPU 资源，避免频繁创建和销毁线程导致的性能开销和资源浪费。

在使用线程池时，如何获取当前线程池的运行线程数，并控制线程的启动速度，特别是在高并发场景下，这是一个非常重要的问题。以下是详细步骤：

步骤一：创建线程池对象

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);

以上代码创建了一个固定大小为10的线程池对象。通过该线程池对象，我们可以控制线程的创建、提交任务、执行任务等操作。

步骤二：提交任务到线程池中

for (int i = 0; i < 50; i++) {
    executor.submit(new MyTask(i));
}

以上代码提交了50个任务到线程池中，其中 MyTask 是实现了 Runnable 接口的任务类，可以执行一些耗时操作，例如模拟网络请求、数据库查询等等。

步骤三：获取线程池的运行线程数

ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = (ThreadPoolExecutor) executor;
int activeCount = threadPoolExecutor.getActiveCount();

以上代码通过强制类型转换的方式将 executor 对象转换成 ThreadPoolExecutor 类型，并获取当前线程池中的活动线程数 activeCount。

步骤四：控制线程的启动速度

线程池中提供了许多参数来控制线程的运行方式，其中核心参数包括线程数、队列容量、拒绝策略等等。这里介绍两个常用的参数：核心线程数和最大线程数。

• 核心线程数（corePoolSize）是线程池中始终保持的线程数，即使它们处于空闲状态。如果提交的任务数大于核心线程数，线程池就会创建新的线程来处理任务，直到线程数达到最大线程数。

• 最大线程数（maximumPoolSize）是线程池中能同时容纳的最大线程数，当任务队列已满并且当前线程数小于最大线程数时，线程池就会创建新的线程来处理任务。

ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(
        5,
        10,
        60L, TimeUnit.SECONDS,
        new ArrayBlockingQueue<>(100),
        new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);

以上代码创建了一个核心线程数为5，最大线程数为10，任务队列容量为100，超时时间为60秒，拒绝策略为抛出异常的线程池对象。通过这些参数的设置，可以控制线程的启动速度、运行模式、超时机制等等，更加灵活地适应不同的应用场景。

示例1：控制线程启动速度

下面是一个控制线程启动速度的示例，通过设置核心线程数和最大线程数来限制线程的创建速度：

ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(
        2,
        4,
        0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
        new LinkedBlockingQueue<>(),
        new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    executor.submit(new MyTask(i));
    Thread.sleep(1000);
}

以上代码创建了一个核心线程数为2，最大线程数为4的线程池对象，通过提交10个任务，并设置每隔1秒钟提交一个任务来模拟线程创建的速度。通过调整线程池的参数，可以实现更细粒度的线程控制，避免因线程创建速度过快导致 CPU 占用率过高等问题。

示例2：动态调整线程数

下面是一个动态调整线程数的示例，通过修改线程池的核心线程数和最大线程数，动态地增加或减少线程的数量：

public class DynamicThreadPool {
    private ThreadPoolExecutor executor;
    private ScheduledExecutorService scheduleExecutor;
    private int corePoolSize = 2;
    private int maxPoolSize = 10;
    private int queueSize = 10;
    private int poolSizeInc = 1;
    private int poolSizeDec = 1;
    private long poolSizeInterval = 10_000;

    public DynamicThreadPool() {
        executor = new ThreadPoolExecutor(
                corePoolSize,
                maxPoolSize,
                60L, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(queueSize),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
        );
        scheduleExecutor = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        scheduleExecutor.scheduleWithFixedDelay(() -> {
            int activeCount = executor.getActiveCount();
            int queueSize = executor.getQueue().size();
            if (activeCount + queueSize >= corePoolSize && executor.getMaximumPoolSize() < maxPoolSize) {
                int newSize = Math.min(maxPoolSize, executor.getMaximumPoolSize() + poolSizeInc);
                executor.setCorePoolSize(newSize);
                executor.setMaximumPoolSize(newSize);
                System.out.printf("线程池扩容：%d -> %d\n", executor.getMaximumPoolSize() - poolSizeInc, newSize);
            } else if (activeCount + queueSize < corePoolSize && executor.getCorePoolSize() > corePoolSize) {
                int newSize = Math.max(corePoolSize, executor.getMaximumPoolSize() - poolSizeDec);
                executor.setCorePoolSize(newSize);
                executor.setMaximumPoolSize(newSize);
                System.out.printf("线程池缩容：%d -> %d\n", executor.getMaximumPoolSize() + poolSizeDec, newSize);
            }
        }, poolSizeInterval, poolSizeInterval, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    public void submit(Runnable task) {
        executor.submit(task);
    }

    public void shutdown() {
        scheduleExecutor.shutdown();
        executor.shutdown();
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        DynamicThreadPool pool = new DynamicThreadPool();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            pool.submit(new MyTask(i));
            Thread.sleep(100);
        }
        Thread.sleep(300_000);
        pool.shutdown();
    }
}

以上代码定义了一个 DynamicThreadPool 类，通过维护一个定时任务和一个线程池对象，动态地调整线程池中的核心线程数和最大线程数，增加或减少线程的数量，从而更加灵活地适应不同的并发需求。可以通过修改参数 poolSizeInc、poolSizeDec、poolSizeInterval 等来控制线程池的扩容缩容策略。

这是一个比较复杂的示例，用于演示动态调整线程池大小的思路和实现方式。在实际应用过程中，需要根据具体场景来确定线程池的最优参数，同时避免线程池调整过于频繁而导致性能下降的问题。

总结

以上就是 Java 线程池中获取运行线程数并控制线程启动速度的方法的详细攻略，通过以上示例，可以更好地了解线程池的基本原理、使用方法和优化技巧，避免在高并发场景下出现性能瓶颈和竞争条件等问题。