线程池工作原理

一.线程池和相关参数概述

线程池,就是存放线程的池子,池子里存放了很多可以复用的线程。

管理线程,当线程执行完当前任务,不会死掉而是 会从队列里面取

通过线程复用机制,并对线程进行统一管理,具有以下优点:

1.降低系统资源消耗。通过复用已存在的线程,降低线程创建和销毁造成的消耗;

2.提高响应速度。当有任务到达时,无需等待新线程的创建便能立即执行;

3.提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗大量系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行对线程进行统一的分配、调优和监控。

本文主要是围绕ThreadPoolExecutor(线程池框架的核心类)的构造方法参数展开:

1.corePoolSize

线程池中的核心线程数。当提交一个任务时,线程池创建一个新线程执行任务,直到当前线程数等于corePoolSize;如果当前线程数为corePoolSize,继续提交的任务被保存到阻塞队列中,等待被执行。

2.maximumPoolSize

额外最大线程数。上面说到任务数足够多,且使用的是有界队列,如果当前阻塞队列满了,且继续提交任务,则创建新的线程执行任务,首先从队列里面取,如果队列里面的消息执行完毕,等下一定时间,额外线程自动销毁。

3.keepAliveTime

线程空闲时的存活时间。默认情况下,可以理解成额外最大线程数没活干了,额外线程线程空闲的时间达到keepAliveTime,则会终止,直到线程池中的线程数不超过corePoolSize。但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法,keepAliveTime参数也会起作用,直到线程池中的线程数为0。

4.unit

keepAliveTime参数的时间单位。

5.workQueue

任务缓存队列,用来存放等待执行的任务。如果当前线程数为corePoolSize,继续提交的任务就会被保存到任务缓存队列中,等待被执行。

一般来说,这里的BlockingQueue有以下三种选择:

* SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列,每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作,否则插入操作一直处于阻塞状态。因此,如果线程池中始终没有空闲线程(任务提交的平均速度快于被处理的速度),可能出现无限制的线程增长。

* LinkedBlockingQueue:基于链表结构的阻塞队列,如果不设置初始化容量,其容量为Integer.MAX_VALUE,即为无界队列。因此,如果线程池中线程数达到了corePoolSize,且始终没有空闲线程(任务提交的平均速度快于被处理的速度),任务缓存队列可能出现无限制的增长。

* ArrayBlockingQueue:基于数组结构的有界阻塞队列,按FIFO排序任务。

6.threadFactory

线程工厂,创建新线程时使用的线程工厂。

7.handler

任务拒绝策略,当阻塞队列满了,且线程池中的线程数达到maximumPoolSize,如果继续提交任务,就会采取任务拒绝策略处理该任务,线程池提供了4种任务拒绝策略:

* AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常,默认策略;

* CallerRunsPolicy:由调用execute方法的线程执行该任务;

* DiscardPolicy:丢弃任务,但是不抛出异常;

* DiscardOldestPolicy:丢弃阻塞队列最前面的任务,然后重新尝试执行任务(重复此过程)。

* 当然也可以根据应用场景实现RejectedExecutionHandler接口,自定义饱和策略,如记录日志或持久化存储不能处理的任务。

总结下上诉参数:假设corePoolSize为10 ,maximumPoolSize为10,线程空闲时的存活时间为60s,队列采用的是有界队列ArrayBlockingQueue 设置阈值200,使用拒绝策略 , 当前2000个任务提交过来 流程如下图

参数案例描述:

        当前2000笔 任务进来,10个核心线程去处理,剩下的1990任务队列里面放200个。剩下的1790个任务。队列塞满会去创建10个额外线程和核心线程一起去 去执行剩下的1780个任务。当还有剩下任务处理不了就会触发任务拒绝策略。  

        当前220笔 任务进来,10个核心线程去处理,剩下的210任务队列里面放200个。剩下的10个任务。队列塞满会去创建10个额外线程 去执行队列放不下的任务。当额外线程和核心线程处理完队列里面的队列。没有任务可执行时,额外线程会等待我们设置的keepAliveTime,还是没有任务的情况下,就会被回收了

以上是绝对理想的状况下。

二.常用线程池使用方案和相关问题 

1.newFixedThreadPool线程池 (固定大小线程池)

由参数可知 核心线程 和额外线程值是相同的,额外线程被回收时间是0,采用的是无界队列。默认采用的拒绝策略为AbortPolicy。分析得 核心线程和额外线程处理不过来得情况,会一直往队列里面放任务。

可能存在的问题:队列过大 导致内存溢出 OOM

2.将额外线程设置成最大

当任务量足够大,超过队列。交由额外线程处理。就会创建过多线程

可能存在问题:特殊场景下,线程过多可能会导致系统奔溃。cpu负载过高。

3.解决方案

1.具体解决方案 根据业务系统而定:

        华瑞批量查证举例:定时任务CZJZRW001每隔2min 轮询一次 会从业务表verifycationTask 中 查询出待处理和处理中的状态的任务 根据表中的查证类型 分流到具体的反欺诈异步查证 ,还款查证,充值查证,贷款查证具体查证根据处理结果更新verifycationTask表查证状态。处理成功 或者失败的定时任务无法再次轮询。这样就不需要考虑以上场景。使用线程池的情况下核心线程,额外线程处理不过来且队列已满使用DiscardPolicy拒绝不抛异常策略 ,即可满足该业务场景。类结构如下图

2.思路

可以实现RejectedExecutionHandler接口 自定义拒绝策略  将被拒绝的任务信息缓存到磁盘,等待线程池负载较低 从磁盘读取重新提交到任务里面去执行

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