SpringBoot配置線程池的實現(xiàn)示例

更新時間：2023年09月22日 15:48:47 作者：何不語i

本文主要介紹了SpringBoot配置線程池的實現(xiàn)示例,主要包括在Spring Boot中創(chuàng)建和配置線程池,包括設置線程池的大小、隊列容量、線程名稱等參數(shù),感興趣的可以了解一下

一.線程池簡介

1.1.什么是線程池

線程池是一種利用池化技術思想來實現(xiàn)的線程管理技術，主要是為了復用線程、便利地管理線程和任務、并將線程的創(chuàng)建和任務的執(zhí)行解耦開來。我們可以創(chuàng)建線程池來復用已經(jīng)創(chuàng)建的線程來降低頻繁創(chuàng)建和銷毀線程所帶來的資源消耗。在JAVA中主要是使用ThreadPoolExecutor類來創(chuàng)建線程池，并且JDK中也提供了Executors工廠類來創(chuàng)建線程池（不推薦使用）。

1.2.線程池的優(yōu)點

降低資源消耗，復用已創(chuàng)建的線程來降低創(chuàng)建和銷毀線程的消耗。提高響應速度，任務到達時，可以不需要等待線程的創(chuàng)建立即執(zhí)行。提高線程的可管理性，使用線程池能夠統(tǒng)一的分配、調(diào)優(yōu)和監(jiān)控。

1.3.線程池五種狀態(tài)

線程池ThreadPoolExecutor分別有五種狀態(tài)分別為：RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING、TERMINATED使用一個AtomicInteger類型的ctl字段來描述線程池地運行狀態(tài)和線程數(shù)量，通過ctl的高三位來表示線程池的5種狀態(tài)，低29位表示線程池中現(xiàn)有的線程數(shù)量。

 private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
    /**
     * 線程池線程數(shù)地bit數(shù)
     */
    private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
    /**
     * 線程池中最大線程容量
     */
    private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;
    /**
     * 表示可接受新任務，且可執(zhí)行隊列中的任務；
     */
    private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;
    /**
     * 表示不接受新任務，但可執(zhí)行隊列中的任務；
     */
    private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;
    /**
     * 表示不接受新任務，且不再執(zhí)行隊列中的任務，且中斷正在執(zhí)行的任務；
     */
    private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;
    /**
     * 所有任務已經(jīng)中止，且工作線程數(shù)量為0，最后變遷到這個狀態(tài)的線程將
     * 要執(zhí)行terminated()鉤子方法，只會有一個線程執(zhí)行這個方法；
     */
    private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;
    /**
     * TERMINATED，中止狀態(tài)，已經(jīng)執(zhí)行完terminated()鉤子方法；
     */
    private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;

線程池狀態(tài)之間的流轉(zhuǎn)圖如下所示

1.4.線程池處理流程

線程池處理流程代碼如下所示

    /**
     * 在將來某個時候執(zhí)行給定的任務。該任務可以在新線程中執(zhí)行，也可以在現(xiàn)有的池線程中執(zhí)行。如果由于此執(zhí)行
     * 器已關閉或已達到其容量，任務無法提交執(zhí)行，則由當前RejectedExecutionHandler處理該任務。
     * Params：
     * 命令–要執(zhí)行的任務
     * Throws：
     * RejectedExecutionException–如果任務無法接受執(zhí)行，則由RejectedExecutionHandler自行決定
     * NullPointerException–如果命令為null
     */
    public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        /*
         分三步走：
         1.如果運行的線程少于corePoolSize，請嘗試以給定的命令作為第一個任務來啟動一個新線程。
         對addWorker的調(diào)用原子地檢查runState和workerCount，因此，通過返回false，可以防止
         在不應該添加線程的情況下添加線程的錯誤警報。
         2.如果一個任務可以成功排隊，那么我們?nèi)匀恍枰屑殭z查我們是否應該添加一個線程（因為自上
         次檢查以來已有的線程已經(jīng)失效），或者池是否在進入該方法后關閉。因此，如果有必要，我們重
         新檢查狀態(tài)，如果停止，則回滾排隊，如果workerCount為0，則啟動一個新線程。
         3.如果我們不能對任務進行排隊，那么我們嘗試添加一個新線程。如果它失敗了，我們知道線程池
         被關閉或飽和了，所以拒絕了這項任務。
         */
        int c = ctl.get();
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (!isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        } else if (!addWorker(command, false))
            reject(command);
    }

線程池處理流程圖如下所示

二.開始配置

ThreadPoolTaskExecutor是spring core包中的，而ThreadPoolExecutor是JDK中的JUC。ThreadPoolTaskExecutor是對ThreadPoolExecutor進行了封裝處理。

2.1.依賴導入

<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
	<groupId>org.projectlombok</groupId>
	<artifactId>lombok</artifactId>
	<optional>true</optional>
</dependency>

2.2.配置application.properties文件

universe.thread.pool.executor.threadNamePrefix=threadPoolTaskExecutor-
universe.thread.pool.executor.queueCapacity=100
universe.thread.pool.executor.rejectedExecutionHandler=java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy
universe.thread.pool.executor.keepAliveSeconds=60

2.3.創(chuàng)建PoolExecutorConfig.java

package com.temperature.humidity.system.config.thread;
import lombok.Data;
import lombok.extern.log4j.Log4j2;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
@Data
@Log4j2
public class PoolExecutorConfig {
    /**
     * 獲取CPU核數(shù)
     */
    private static final int CPU_NUM;
    /**
     * 配置線程池的前綴
     */
    @Value("${universe.thread.pool.executor.threadNamePrefix}")
    private String threadNamePrefix;
    /**
     * 線程池的核心線程數(shù)。在沒有設置 allowCoreThreadTimeOut 為 true 的情況下，
     * 核心線程會在線程池中一直存活，即使處于閑置狀態(tài)。
     */
    private Integer corePoolSize;
    /**
     * 線程池中的任務隊列，通過線程池的 execute() 方法提交的 Runnable
     * 對象會存儲在該隊列中。
     */
    @Value("${universe.thread.pool.executor.queueCapacity}")
    private Integer queueCapacity;
    /**
     * 線程池所能容納的最大線程數(shù)。當活動線程(核心線程+非核心線程)達到這個數(shù)值后，
     * 后續(xù)任務將會根據(jù) RejectedExecutionHandler 來進行拒絕策略處理。
     */
    private Integer maxPoolSize;
    /**
     * 當任務無法被執(zhí)行時(超過線程最大容量 maximum 并且 workQueue 已經(jīng)被排滿了)的處理策略，
     * - AbortPolicy：丟棄任務并拋出RejectedExecutionException異常
     * - DiscardPolicy：丟棄任務，但是不拋出異常。
     * - DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，然后重新提交被拒絕的任務
     * - CallerRunsPolicy：由調(diào)用線程（提交任務的線程）處理該任務
     */
    @Value("${universe.thread.pool.executor.rejectedExecutionHandler}")
    private String rejectedExecutionHandler;
    /**
     * 非核心線程 閑置時的超時時長。超過該時長，非核心線程就會被回收。若線程池通設置
     * 核心線程也允許 timeOut，即 allowCoreThreadTimeOut 為 true，則該時長
     * 同樣會作用于核心線程，在超過aliveTime 時，核心線程也會被回收，AsyncTask
     * 配置的線程池就是這樣設置的。
     */
    @Value("${universe.thread.pool.executor.keepAliveSeconds}")
    private Integer keepAliveSeconds;
    public PoolExecutorConfig() {
        log.info("該臺服務器的CPU核心數(shù)為{}", CPU_NUM);
        this.corePoolSize = CPU_NUM + 1;
        this.maxPoolSize = 2 * CPU_NUM;
    }
    static {
        CPU_NUM = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
    }
}

2.4.創(chuàng)建OurPoolExecutor.java

package com.temperature.humidity.system.config.thread;
import lombok.extern.log4j.Log4j2;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.RejectedExecutionHandler;
/**
 * @description 線程池配置類
 */
@Configuration
@Log4j2
public class OurPoolExecutor {
    @Autowired
    private PoolExecutorConfig threadPoolExecutorConfig;
    @Bean
    public Executor threadPoolTaskExecutor() {
        String threadNamePrefix = threadPoolExecutorConfig.getThreadNamePrefix();
        ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        try {
            log.info("開始初始化線程池 -->threadPoolTaskExecutor");
            taskExecutor.setThreadNamePrefix(threadNamePrefix);
            taskExecutor.setCorePoolSize(threadPoolExecutorConfig.getCorePoolSize());
            taskExecutor.setMaxPoolSize(threadPoolExecutorConfig.getMaxPoolSize());
            taskExecutor.setQueueCapacity(threadPoolExecutorConfig.getQueueCapacity());
            //通過反射獲取RejectedExecutionHandlerClass 的類模板
            Class<?> rejectedExecutionHandlerClass = Class.forName(threadPoolExecutorConfig.getRejectedExecutionHandler());
            //獲取RejectedExecutionHandlerClass類的實例
            RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = (RejectedExecutionHandler) rejectedExecutionHandlerClass.newInstance();
            taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(rejectedExecutionHandler);
            taskExecutor.setKeepAliveSeconds(threadPoolExecutorConfig.getKeepAliveSeconds());
            //進行加載
            taskExecutor.initialize();
            log.info("初始化線程池完成:{}核心線程為{}-->", threadNamePrefix, taskExecutor.getCorePoolSize());
            return taskExecutor;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            log.error("初始化線程池失敗:{}失敗原因為:{}", threadNamePrefix, e.getMessage());
            return null;
        }
    }
}