线程池最佳实践

Posted xiaomaoyvtou

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了线程池最佳实践相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

简单演示一下如何使用线程池

private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;
    private static final int MAX_POOL_SIZE = 10;
    private static final int QUEUE_CAPACITY = 100;
    private static final Long KEEP_ALIVE_TIME = 1L;

    public static void main(String[] args) {

        //使用阿里巴巴推荐的创建线程池的方式
        //通过ThreadPoolExecutor构造函数自定义参数创建
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
                CORE_POOL_SIZE,
                MAX_POOL_SIZE,
                KEEP_ALIVE_TIME,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(QUEUE_CAPACITY),
                new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executor.execute(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("CurrentThread name:" + Thread.currentThread().getName() + "date:" + Instant.now());
            });
        }
        //终止线程池
        executor.shutdown();
        try {
            executor.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Finished all threads");
    }

1. 使用 ThreadPoolExecutor 的构造函数声明线程池

1. 线程池必须手动通过 ThreadPoolExecutor 的构造函数来声明,避免使用Executors 类的 newFixedThreadPool 和 newCachedThreadPool ,因为可能会有 OOM 的风险。

Executors 返回线程池对象的弊端如下:

  • FixedThreadPool 和 SingleThreadExecutor : 允许请求的队列长度为 Integer.MAX_VALUE,可能堆积大量的请求,从而导致 OOM。
  • CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool : 允许创建的线程数量为 Integer.MAX_VALUE ,可能会创建大量线程,从而导致 OOM。

说白了就是:使用有界队列,控制线程创建数量。

除了避免 OOM 的原因之外,不推荐使用 Executors 提供的两种快捷的线程池的原因还有:

  1. 实际使用中需要根据自己机器的性能、业务场景来手动配置线程池的参数比如核心线程数、使用的任务队列、饱和策略等等。
  2. 我们应该显示地给我们的线程池命名,这样有助于我们定位问题。

2.监测线程池运行状态

你可以通过一些手段来检测线程池的运行状态比如 SpringBoot 中的 Actuator 组件。

除此之外,我们还可以利用 ThreadPoolExecutor 的相关 API做一个简陋的监控。从下图可以看出, ThreadPoolExecutor提供了获取线程池当前的线程数和活跃线程数、已经执行完成的任务数、正在排队中的任务数等等。

技术图片

下面是一个简单的 Demo。printThreadPoolStatus()会每隔一秒打印出线程池的线程数、活跃线程数、完成的任务数、以及队列中的任务数。

    /**
     * 打印线程池的状态
     *
     * @param threadPool 线程池对象
     */
    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);
    }

 

3.建议不同类别的业务用不同的线程池

很多人在实际项目中都会有类似这样的问题:我的项目中多个业务需要用到线程池,是为每个线程池都定义一个还是说定义一个公共的线程池呢?

一般建议是不同的业务使用不同的线程池,配置线程池的时候根据当前业务的情况对当前线程池进行配置,因为不同的业务的并发以及对资源的使用情况都不同,重心优化系统性能瓶颈相关的业务。

我们再来看一个真实的事故案例! (本案例来源自:《线程池运用不当的一次线上事故》 ,很精彩的一个案例)

上面的代码可能会存在死锁的情况,为什么呢?画个图给大家捋一捋。

试想这样一种极端情况:

假如我们线程池的核心线程数为 n,父任务(扣费任务)数量为 n,父任务下面有两个子任务(扣费任务下的子任务),其中一个已经执行完成,另外一个被放在了任务队列中。由于父任务把线程池核心线程资源用完,所以子任务因为无法获取到线程资源无法正常执行,一直被阻塞在队列中。父任务等待子任务执行完成,而子任务等待父任务释放线程池资源,这也就造成了 "死锁"。

技术图片

解决方法也很简单,就是新增加一个用于执行子任务的线程池专门为其服务。

4.别忘记给线程池命名

初始化线程池的时候需要显示命名(设置线程池名称前缀),有利于定位问题。

默认情况下创建的线程名字类似 pool-1-thread-n 这样的,没有业务含义,不利于我们定位问题。

给线程池里的线程命名通常有下面两种方式:

**1.利用 guava 的 ThreadFactoryBuilder **

ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder()
                        .setNameFormat(threadNamePrefix + "-%d")
                        .setDaemon(true).build();
ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, TimeUnit.MINUTES, workQueue, threadFactory)

 2.自己实现 ThreadFactor

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
 * 线程工厂,它设置线程名称,有利于我们定位问题。
 */
public final class NamingThreadFactory implements ThreadFactory {

    private final AtomicInteger threadNum = new AtomicInteger();
    private final ThreadFactory delegate;
    private final String name;

    /**
     * 创建一个带名字的线程池生产工厂
     */
    public NamingThreadFactory(ThreadFactory delegate, String name) {
        this.delegate = delegate;
        this.name = name; // TODO consider uniquifying this
    }

    @Override 
    public Thread newThread(Runnable r) {
        Thread t = delegate.newThread(r);
        t.setName(name + " [#" + threadNum.incrementAndGet() + "]");
        return t;
    }

}

 

以上是关于线程池最佳实践的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

不聊原理,拿来即用的线程池最佳实践。

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