Spring Boot-自定义线程池

本文的核心内容：线程池核心参数，Spring Boot 自定义线程池，获取异步线程执行结果。

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什么是线程池，有啥好处就不多BB了。

 

一：线程池的核心参数

配置线程池，要理解线程池参数的含义。

    1、corePoolSize：核心线程数
        * 核心线程会一直存活，及时没有任务需要执行
        * 当线程数小于核心线程数时，即使有线程空闲，线程池也会优先创建新线程处理
        * 设置allowCoreThreadTimeout=true（默认false）时，核心线程会超时关闭
    2、queueCapacity：任务队列容量（阻塞队列）
        * 当核心线程数达到最大时，新任务会放在队列中排队等待执行
    3、maxPoolSize：最大线程数
        * 当线程数>=corePoolSize，且任务队列已满时。线程池会创建新线程来处理任务
        * 当线程数=maxPoolSize，且任务队列已满时，线程池会拒绝处理任务而抛出异常
    4、 keepAliveTime：线程空闲时间
        * 当线程空闲时间达到keepAliveTime时，线程会退出，直到线程数量=corePoolSize
        * 如果allowCoreThreadTimeout=true，则会直到线程数量=0
    5、allowCoreThreadTimeout：允许核心线程超时
    6、rejectedExecutionHandler：任务拒绝处理器
        * 两种情况会拒绝处理任务：
            - 当线程数已经达到maxPoolSize，切队列已满，会拒绝新任务
            - 当线程池被调用shutdown()后，会等待线程池里的任务执行完毕，再shutdown。如果在调用shutdown()和线程池真正shutdown之间提交任务，会拒绝新任务
        * 线程池会调用rejectedExecutionHandler来处理这个任务。如果没有设置默认是AbortPolicy，会抛出异常
        * ThreadPoolExecutor类有几个内部实现类来处理这类情况：
            - AbortPolicy 丢弃任务，抛运行时异常
            - CallerRunsPolicy 执行任务
            - DiscardPolicy 忽视，什么都不会发生
            - DiscardOldestPolicy 从队列中踢出最先进入队列（最后一个执行）的任务
        * 实现RejectedExecutionHandler接口，可自定义处理器

ThreadPoolExecutor执行顺序

   线程池按以下行为执行任务
    1. 当线程数小于核心线程数时，创建线程。
    2. 当线程数大于等于核心线程数，且任务队列未满时，将任务放入任务队列。
    3. 当线程数大于等于核心线程数，且任务队列已满
        - 若线程数小于最大线程数，创建线程
        - 若线程数等于最大线程数，抛出异常，拒绝任务

线程池参数如何设置？？

    1、默认值
        * corePoolSize=1
        * queueCapacity=Integer.MAX_VALUE
        * maxPoolSize=Integer.MAX_VALUE
        * keepAliveTime=60s
        * allowCoreThreadTimeout=false
        * rejectedExecutionHandler=AbortPolicy()
    2、如何来设置
        * 需要根据几个值来决定
            - tasks ：每秒的任务数，假设为500~1000
            - taskcost：每个任务花费时间，假设为0.1s
            - responsetime：系统允许容忍的最大响应时间，假设为1s
        * 做几个计算
            - corePoolSize = 每秒需要多少个线程处理？
                * threadcount = tasks/(1/taskcost) =tasks*taskcout =  (500~1000)*0.1 = 50~100 个线程。corePoolSize设置应该大于50
                * 根据8020原则，如果80%的每秒任务数小于800，那么corePoolSize设置为80即可
            - queueCapacity = (coreSizePool/taskcost)*responsetime
                * 计算可得 queueCapacity = 80/0.1*1 = 80。意思是队列里的线程可以等待1s，超过了的需要新开线程来执行
                * 切记不能设置为Integer.MAX_VALUE，这样队列会很大，线程数只会保持在corePoolSize大小，当任务陡增时，不能新开线程来执行，响应时间会随之陡增。
            - maxPoolSize = (max(tasks)- queueCapacity)/(1/taskcost)
                * 计算可得 maxPoolSize = (1000-80)/10 = 92
                * （最大任务数-队列容量）/每个线程每秒处理能力 = 最大线程数
            - rejectedExecutionHandler：根据具体情况来决定，任务不重要可丢弃，任务重要则要利用一些缓冲机制来处理

线程等待时间所占比例越高，需要越多线程。线程CPU时间所占比例越高，需要越少线程。

这些参数 需要集合自身硬件设备去综合考虑。比如你的电脑双核CPU，你开过多的线程并不能提高并发效率，反而增加了线程间上文的切换带来的开销。

 

二：定义线程池

1.1 修改application.properties

task.pool.corePoolSize=20
task.pool.maxPoolSize=40
task.pool.keepAliveSeconds=300
task.pool.queueCapacity=50

 

1.2 线程池配置属性类TaskThreadPoolConfig .java

import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
/**
* 线程池配置属性类
*/
@ConfigurationProperties(prefix = "task.pool")
public class TaskThreadPoolConfig {
    private int corePoolSize;


    private int maxPoolSize;


    private int keepAliveSeconds;


    private int queueCapacity;
    ...getter and setter methods...
}

 

1.3 创建线程池 TaskExecutePool .java

/**
* 创建线程池

*/
    @Configuration
    @EnableAsync
    public class TaskExecutePool {
        @Autowired
        private TaskThreadPoolConfig config;
        @Bean("executor")
        public Executor myTaskAsyncPool() {
            ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
            //核心线程池大小
            executor.setCorePoolSize(config.getCorePoolSize());
            //最大线程数
            executor.setMaxPoolSize(config.getMaxPoolSize());
            //队列容量
            executor.setQueueCapacity(config.getQueueCapacity());
            //活跃时间
            executor.setKeepAliveSeconds(config.getKeepAliveSeconds());
            //线程名字前缀
            executor.setThreadNamePrefix("MyExecutor-");
            // setRejectedExecutionHandler：当pool已经达到max size的时候，如何处理新任务
            // CallerRunsPolicy：不在新线程中执行任务，而是由调用者所在的线程来执行
            executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
            executor.initialize();
            return executor;
        }
    }

 

1.4 修改SpringBoot启动类

@EnableAsync

 

1.5 需要使用方法上使用注解

@Async("executor")

 

1.6 异步线程返回结果

这取决你加@Async注解的方法是否有返回值。

如果没有返回值，则没有必要获取（意味着，你并不关心执行结果）。

@Service
public class AsyncService {
    /**
     * 无参数回调
     */
    @Async(value = "executor")
    public void asyncNoReturn() {
        log.info("async no return");
    }

    /**
     * 异步回调返回future
     * @param arg
     * @return
     */
    @Async(value = "executor")
    public Future asyncInvokeReturnFuture(String arg) {
        for (int i=0; i<10; i++) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        Future future = new AsyncResult<>(arg + " success!");
        return future;
    }

}

 

1.7 获取异步线程执行结果

Future future = asyncService .asyncInvokeReturnFuture( "async");
String result = future.get();//通过get阻塞的方式获取结果