JDK线程池中到底该设置多少线程数才比较合适

很多小伙伴觉得，线程池中设置多少线程数，或者说创建的JDK线程池中核心线程数、最大线程数该设置多少比较合适，一般都是通过CPU核数去计算的，但是需要根据处理业务的特点去进行设计

• 线程数太少会导致程序不能充分利用系统资源、容易让阻塞队列里边的任务出现饥饿的现象
• 线程数太多会导致频繁的线程上下文切换，消耗cpu资源并且会占用更多的内存
• IO操作是数据的交互（input跟output）需要从硬盘中读取数据或者网络请求获取数据，将数据读到内存后让CPU处理，读数据的过程中不会占用CPU，但是当前线程需要通过IO获取数据，所以必须等到IO操作结束后再交由CPU处理，此时会导致线程阻塞。也就是说IO操作不会占用CPU但是会阻塞线程

为什么线程数太多会导致频繁的上下文切换呢？

基于JDK线程池，它的工作原理就是维护两个集合，workersSet和taskQueue，workersSet中的worker不断从任务队列中取出任务去执行，如果线程数太多

• 核心线程取不到阻塞队列中的任务，底层通过LockSupport.park()，将当前线程状态从Runnable转换为WAITING，此时会导致线程上下文切换。
• 非核心线程数也就是救急线程数（最大线程数-核心线程数）也会有线程状态从Runnable转换为WAITING的过程，并且在一定时间内结束线程

通过判断业务是CPU密集型还是IO密集型去决定线程数的大小

1、CPU密集型

• 需要CPU大量计算，很少有IO操作比如查询数据库、Redis或者RPC、HTTP调用
• 通常采用CPU核数+1能够实现最优的CPU利用率，+1是保证当线程由于缺页故障（操作系统）或其他原因导致暂停时，额外的这个线程就能顶上，保证CPU时钟周期不被浪费

2、IO密集型

• 有很多查询数据库或者Redis、RPC、HTTP请求，包括读取文件等
• 执行IO请求时，不占用CPU但是占用线程，此时就需要多个线程去提高利用率
• 线程数 = 核数 * 期望CPU利用率 * 总时间（CPU计算时间+等待时间）/ CPU 计算时间

如何根据业务特点去计算线程数的大小呢？

业务中如果出现到使用线程池的场景，无非就是出现高并发或者任务执行时间长，需要通过多个线程去提高CPU利用率

1. 高并发、执行任务时间短的业务

   • 执行任务时间短，我们不需要去考虑是CPU密集型还是IO密集型，反正执行时间短

   • 线程数可以设置为CPU核数+1，减少线程上下文切换

   • 针对JDK线程池，核心线程数跟可以为0，创建出来的全部都是救急线程，可以根据一定时间的空闲让线程自动结束，最大线程数根据需要进行设计，阻塞队列可以采用同步阻塞队列，但是最大线程数必须设计合理，因为使用同步阻塞队列，没有线程来取，任务是放不进去的，可以通过调高最大线程数，或者换成LinkedBlockingQueue

   • // JDK线程池
     new ThreadPoolExecutor(0, 10,
                            60L, TimeUnit.SECONDS,
                            new SynchronousQueue<Runnable>());
     

2. 并发不高，任务执行时间长，要区分成CPU密集型或者IO密集型

   • CPU密集型

     • 假如业务执行时间主要花费在计算上，那么就是CPU密集型任务，那么还是要减少线程数，减少线程上下文切换

   • IO密集型

     • 假如业务执行时间集中在IO操作室，那么就是IO密集型任务，因为IO操作不会占用CPU，通过加大线程数，让CPU处理更多的业务，充分利用CPU

     • JDK线程池，可以不需要设置救急线程，适用于任务量已知，相对耗时的任务

     • new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                              0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                              new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
       

• 并发高，任务执行时间长的业务，解决这种类型的业务除了要设计好线程池，还需要设计好整体的架构，这里提供一些思路
• 并发请求同步转异步，设计线程池
• 如果查询数据库时间长
  • 是否可以优化sql，例如：limit查询要避免无效回表查询，连表查询慢可以通过设计中间表等
  • 适当创建索引，通过记录慢查询、explain查看执行计划，判断索引是否失效
  • sql不能够在优化，但是查询速度还是很慢，看看单表数据是否太大，超过200w就算数据量很多，或者数据库的QPS超过2000，就需要进行分库分表，或者搭建主从集群，利用ShardingJDBC或者Mycat进行分库分表，通过实现读写分离减轻主库压力，提高查询效率
  • 网络带宽太小
• 优化代码结构，减少不必要的类创建或者查询
• 设计多级缓存
• 最终才是通过增加服务器，通过横向拓展的方式去提高整个系统的QPS

以上便是JDK线程池设置线程数大小的全部内容，如有解析不当欢迎在评论区指出！