ThreadPoolExecutor業(yè)務(wù)線程池

1.什么是業(yè)務(wù)線程池？

在業(yè)務(wù)開發(fā)中，用來處理業(yè)務(wù)的線程池。

2.為什么需要業(yè)務(wù)線程池？

大多數(shù)同學(xué)都是做業(yè)務(wù)開發(fā)的，很多業(yè)務(wù)的操作并非要求一定是同步的。例如，對于一系列連續(xù)的業(yè)務(wù)邏輯處理，很多都是數(shù)據(jù)的組裝，拼接，查詢，或者將數(shù)據(jù)同步給各個(gè)下層業(yè)務(wù)（對事務(wù)性沒有嚴(yán)格要求）；或者對數(shù)據(jù)的批量操作；這些都可以是異步的。通常業(yè)務(wù)項(xiàng)目使用的都是的servlet框架，都是使用一個(gè)線程進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理，這種模型是通用的，但不一定是最佳的，不一定是最適合的。需要我們業(yè)務(wù)開發(fā)者根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)場景去靈活應(yīng)用，達(dá)到最快的響應(yīng)，最大的吞吐量。

3.業(yè)務(wù)線程池應(yīng)用的思路是來自哪里？

個(gè)人理解，來自于開源框架。各種池化的概念，太多了，線程池，內(nèi)存池，實(shí)例池，連接池。太多框架使用了線程池的概念，spring，tomcat，dubbo，netty，rocketmq，nacos，druid，總而言之，幾乎所有的框架，都用到了線程池。雖然他們是框架線程池，但是抽出來想一下，對于框架線程池來講，我們對于框架的使用，也是業(yè)務(wù)流程，也需要業(yè)務(wù)邏輯的處理，因此，業(yè)務(wù)線程池，框架線程池，兩者并無區(qū)別。

一、業(yè)務(wù)線程池的好處

這里借用《Java 并發(fā)編程的藝術(shù)》提到的來說一下使用線程池的好處：

• 降低資源消耗。通過重復(fù)利用已創(chuàng)建的線程降低線程創(chuàng)建和銷毀造成的消耗。
• 提高響應(yīng)速度。當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，任務(wù)可以不需要的等到線程創(chuàng)建就能立即執(zhí)行。
• 提高線程的可管理性。線程是稀缺資源，如果無限制的創(chuàng)建，不僅會消耗系統(tǒng)資源，還會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使用線程池可以進(jìn)行統(tǒng)一的分配，調(diào)優(yōu)和監(jiān)控。

二、線程池基本認(rèn)識

參數(shù)說明

/**
 * 用給定的初始參數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的ThreadPoolExecutor。
 */
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//線程池的核心線程數(shù)量
                          int maximumPoolSize,//線程池的最大線程數(shù)
                          long keepAliveTime,//當(dāng)線程數(shù)大于核心線程數(shù)時(shí)，多余的空閑線程存活的最長時(shí)間
                          TimeUnit unit,//時(shí)間單位
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,//任務(wù)隊(duì)列，用來儲存等待執(zhí)行任務(wù)的隊(duì)列
                          ThreadFactory threadFactory,//線程工廠，用來創(chuàng)建線程，一般默認(rèn)即可
                          RejectedExecutionHandler handler//拒絕策略，當(dāng)提交的任務(wù)過多而不能及時(shí)處理時(shí)，我們可以定制策略來處理任務(wù)
                           ) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

拒絕策略

• AbortPolicy：直接拋出異常，這是默認(rèn)策略；
• CallerRunsPolicy：用調(diào)用者所在的線程來執(zhí)行任務(wù)；（這種場景下，可以保證數(shù)據(jù)不丟失，但是會阻塞主線程）
• DiscardOldestPolicy：丟棄阻塞隊(duì)列中靠最前的任務(wù)，并執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)；
• DiscardPolicy：直接丟棄任務(wù)；

ExecutorService 中 shutdown()、shutdownNow()、awaitTermination() 含義和區(qū)別

• shutdown()：停止接收新任務(wù)，原來的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行
• shutdownNow()：停止接收新任務(wù)，原來的任務(wù)停止執(zhí)行
• awaitTermination(long timeOut, TimeUnit unit)：當(dāng)前線程阻塞

注意：

awaitTermination一般是配合shutdown使用。

ThreadPoolExecutor運(yùn)行狀態(tài)

ThreadPoolExecutor類中定義了5個(gè)Integer常量，狀態(tài)分別為

// runState is stored in the high-order bits
    private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;
    private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;
    private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;
    private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;
    private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;

經(jīng)典面試題

線程池什么時(shí)候創(chuàng)建核心線程，什么時(shí)候把任務(wù)放進(jìn)阻塞隊(duì)列，什么時(shí)候創(chuàng)建空閑線程？

答：任務(wù)剛開始進(jìn)來的時(shí)候就創(chuàng)建核心線程，核心線程滿了會把任務(wù)放到阻塞隊(duì)列，阻塞隊(duì)列滿了之后才會創(chuàng)建空閑線程，達(dá)到最大線程數(shù)之后，再有任務(wù)進(jìn)來，就只能執(zhí)行拒絕策略了。

注意，執(zhí)行拒絕策略有兩個(gè)場景，一個(gè)是空閑線程也滿了，二是線程池不在運(yùn)行了，比如執(zhí)行了shutdown的方法，但是這個(gè)時(shí)候又來了新任務(wù)。

基礎(chǔ)知識

現(xiàn)阻塞隊(duì)列的接口是BlockingQueue，jdk1.5新增的，在juc包下面，作者是Doug Lea，它的父接口是Queue，也是jdk1.5新增的，在java.util包下面，屬于集合類，作者還是Doug Lea。

三、線程池最佳實(shí)踐

1.打印線程池的狀態(tài)，關(guān)注線程池運(yùn)行情況（個(gè)人非常喜歡）

/**
     * 打印線程池的狀態(tài)
     *
     * @param threadPool 線程池對象
     */
    public static void printThreadPoolStatus(ThreadPoolExecutor threadPool) {
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(1, createThreadFactory("print-thread-pool-status", false));
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {
            log.info("=========================");
            log.info("ThreadPool Size: [{}]", threadPool.getPoolSize());
            log.info("Active Threads: {}", threadPool.getActiveCount());
            log.info("Number of Tasks : {}", threadPool.getCompletedTaskCount());
            log.info("Number of Tasks in Queue: {}", threadPool.getQueue().size());
            log.info("=========================");
        }, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);
    }

2.不同業(yè)務(wù)使用不同的業(yè)務(wù)線程池

父子任務(wù)也不要使用一個(gè)線程池（會發(fā)生死鎖），死鎖原因：父任務(wù)占用了所有的核心線程，自子任務(wù)在阻塞隊(duì)列里等待父任務(wù)釋放核心線程，父線程等待子任務(wù)完成任務(wù)。

3.為什么不能使用原生的Executors工具創(chuàng)建線程池

阻塞隊(duì)列都是Integer.MAX，容易發(fā)生OOM，而且無線程池命名，沒有關(guān)心空閑時(shí)間，拒絕策略，太粗糙了，除非你不關(guān)心業(yè)務(wù)。

4.如果設(shè)置線程數(shù)量?

有一個(gè)簡單并且適用面比較廣的公式：

• CPU 密集型任務(wù)(N+1)： 這種任務(wù)消耗的主要是 CPU 資源，可以將線程數(shù)設(shè)置為 N（CPU 核心數(shù)）+1，比 CPU 核心數(shù)多出來的一個(gè)線程是為了防止線程偶發(fā)的缺頁中斷，或者其它原因?qū)е碌娜蝿?wù)暫停而帶來的影響。一旦任務(wù)暫停，CPU 就會處于空閑狀態(tài)，而在這種情況下多出來的一個(gè)線程就可以充分利用 CPU 的空閑時(shí)間。
• I/O 密集型任務(wù)(2N)： 這種任務(wù)應(yīng)用起來，系統(tǒng)會用大部分的時(shí)間來處理 I/O 交互，而線程在處理 I/O 的時(shí)間段內(nèi)不會占用 CPU 來處理，這時(shí)就可以將 CPU 交出給其它線程使用。因此在 I/O 密集型任務(wù)的應(yīng)用中，我們可以多配置一些線程，具體的計(jì)算方法是 2N。

5.[美團(tuán)] Java線程池實(shí)現(xiàn)原理及其在美團(tuán)業(yè)務(wù)中的實(shí)踐

由于隊(duì)列設(shè)置過長，最大線程數(shù)設(shè)置失效，導(dǎo)致請求數(shù)量增加時(shí)，大量任務(wù)堆積在隊(duì)列中，任務(wù)執(zhí)行時(shí)間過長，最終導(dǎo)致下游服務(wù)的大量調(diào)用超時(shí)失敗。

ThreadPoolExecutor的corePoolSize的值是可以設(shè)置的。利用這點(diǎn)加上配置中心，可以動態(tài)的調(diào)整核心線程數(shù)。

四、線程池總結(jié)

做好業(yè)務(wù)線程池，分三個(gè)級別

第一級別，根據(jù)業(yè)務(wù)特性實(shí)現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)線程池。

第二級別，根據(jù)業(yè)務(wù)特性，動態(tài)調(diào)整線程池配置。

第三級別，實(shí)時(shí)監(jiān)控與配置線程池運(yùn)行情況。

到此這篇關(guān)于Java的ThreadPoolExecutor業(yè)務(wù)線程池詳細(xì)解析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)ThreadPoolExecutor業(yè)務(wù)線程池內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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