Способы управления потоками java.util.concurrent

java.util.concurrent: карта инструментов

Исполнение задач

Нужда	Инструмент
ограниченный пул CPU-задач	ThreadPoolExecutor / fixed pool
задачи по расписанию	ScheduledExecutorService
рекурсивное CPU-разбиение	ForkJoinPool
результат одной задачи	Объект Future
цепочка и объединение результатов	CompletableFuture

Executor нужно завершать:

executor.shutdown();
if (!executor.awaitTermination(10, TimeUnit.SECONDS)) {
    List<Runnable> notStarted = executor.shutdownNow();
}

shutdownNow() пытается interrupt-нуть выполняющиеся задачи, но не гарантирует их остановку.

Защита состояния

• Lock, ReadWriteLock, StampedLock;
• Atomic*, LongAdder;
• ConcurrentHashMap, ConcurrentLinkedQueue;
• CopyOnWriteArrayList для редких записей.

Передача и координация

• BlockingQueue — producer/consumer и backpressure;
• CountDownLatch, CyclicBarrier, Phaser — Синхронизаторы;
• Semaphore — лимит параллелизма;
• Condition — несколько wait set у одного Lock;
• Exchanger — парный обмен.

Как выбрать пул

Для CPU-bound работы число активных потоков обычно близко к числу ядер. Для блокирующей нагрузки допустимо больше, но предел задают память, очередь, connection pool и внешний сервис. Неограниченная очередь скрывает перегрузку ростом latency; bounded queue требует явной rejection policy.

ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
        8, 8,
        0, TimeUnit.MILLISECONDS,
        new ArrayBlockingQueue<>(500),
        new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
);

CallerRunsPolicy замедляет производителя, но ее влияние на request thread нужно оценивать.

На собеседовании

• Разница execute и submit? submit возвращает Future и захватывает ошибку задачи; execute — нет.
• Что происходит после shutdown? Новые задачи отвергаются, принятые выполняются.
• Почему bounded queue важна? Ограничивает память и делает перегрузку наблюдаемой.
• Чем LongAdder отличается от AtomicLong? Лучше масштабирует конкурентные прибавления, но sum() не является атомарным snapshot относительно обновлений.
• Гарантирует ли shutdownNow остановку? Нет.