原理底层计划--线程池原理和常见的问题

为什么要用线程池？
池化技术相比大家已经屡见不鲜了，线程池、数据库连接池、Http 连接池等等都是对这个思想的应用。池化技术的思想主要是为了减少每次获取资源的消耗，提高对资源的利用率。
线程池提供了一种限制和管理资源（包括执行一个任务）。每个线程池还维护一些基本统计信息，例如已完成任务的数量。
这里借用《Java 并发编程的艺术》提到的来说一下使用线程池的好处：
降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。
降低销毁资源，减少创建和销毁的次数
提高相应速率
防止服务器过载，可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线程的数目，防止因为消耗过多的内存，导致系统崩溃
提高线程可管理性
线程池常用的方法解决
一、冲突问题
冲突导致线程不安全，所以我们要用线程安全机制
1、加synchronized
synchronized (锁对象){
可能出现线程安全问题的代码
}
或者同步方法
修饰符 synchronized 返回值类型方法名(参数列表){
可能出现线程安全问题的代码
}
2、使用Lock锁
比如哈
Lock a = new ReentrantLock();
…
a.lock();
二、线程池过载
如果线程池满了怎么办
会执行线程拒绝策略
ThreadPoolExecutor提供了四个公开的内部静态类：
AbortPolicy：默认，丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
DiscardPolicy：丢弃任务，但是不抛出异常（不推荐）。
DiscardOldestPolicy：抛弃队列中等待最久的任务，然后把当前任务加入队列中。
CallerRunsPolicy：调用任务的run()方法绕过线程池直接执行。
友好的拒绝策略：
保存到数据库进行削峰填谷。在空闲时再提出来执行。
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如何自定义拒绝策略：

线程池中共任务数量过多或者任务类型比较复杂，线程池可能会过载，导致查询性能下降或者系统不稳定。
使用拒绝策略，当线程池的数量达到最大值，任务队列满了就会拒绝
可以自定义拒绝策略，实现RejectedExecutionHandler接口
也可以用框架或者Java提供的 AbortPolicy CallerRunsPolicy DiscardPolicy DiscardOldestPolicy我们大说一下ThreadPoolExecutor里面的这些方法1、AbortPolicy：总是抛出RejectedExecutionException异常，表示拒绝执行新的任务。
/*** A handler for rejected tasks that throws a* {@code RejectedExecutionException}.*/public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {/*** Creates an {@code AbortPolicy}.*/public AbortPolicy() { }/*** Always throws RejectedExecutionException.** @param r the runnable task requested to be executed* @param e the executor attempting to execute this task* @throws RejectedExecutionException always*/public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +" rejected from " +e.toString());}}*/

2、CallerRunsPolicy：执行调用者线程中的任务，除非执行器已关闭，在这种情况下，将放弃任务。
isShutdown是什么意思
第二个方法叫作 isShutdown()，它可以返回 true 或者 false 来判断线程池是否已经开始了关闭工作，也就是是否执行了 shutdown 或者 shutdownNow 方法。
这里需要注意，如果调用 isShutdown() 方法的返回的结果为 true 并不代表线程池此时已经彻底关闭了，这仅仅代表线程池开始了关闭的流程，也就是说，此时可能线程池中依然有线程在执行任务，队列里也可能有等待被执行的任务
/* Predefined RejectedExecutionHandlers /
/*
* A handler for rejected tasks that runs the rejected task
* directly in the calling thread of the {@code execute} method,
* unless the executor has been shut down, in which case the task
* is discarded.
/
public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/*
* Creates a {@code CallerRunsPolicy}.
/
public CallerRunsPolicy() { }
/*
* Executes task r in the caller’s thread, unless the executor
* has been shut down, in which case the task is discarded.
*
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
r.run();
}
}
}
}
3、DiscardPolicy：什么都不做，这会导致丢弃任务r。
/*
* A handler for rejected tasks that silently discards the
* rejected task.
/
public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/*
* Creates a {@code DiscardPolicy}.
/
public DiscardPolicy() { }
/*
* Does nothing, which has the effect of discarding task r.
*
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
}
}
4、DiscardOldestPolicy：获取并忽略执行器将执行的下一个任务（如果一个任务立即可用），然后重试任务r的执行，除非执行器关闭，在这种情况下，任务r将被丢弃。
/*
* A handler for rejected tasks that discards the oldest unhandled
* request and then retries {@code execute}, unless the executor
* is shut down, in which case the task is discarded.
/
public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/*
* Creates a {@code DiscardOldestPolicy} for the given executor.
/
public DiscardOldestPolicy() { }
/*
* Obtains and ignores the next task that the executor
* would otherwise execute, if one is immediately available,
* and then retries execution of task r, unless the executor
* is shut down, in which case task r is instead discarded.
*
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
*/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
e.getQueue().poll();
e.execute®;
}
}
}
三、线程池阻塞
线程池阻塞是指当线程池中的线程数量达到最大值（maximumPoolSize）时，然后新的任务会被阻塞，导致程序性能下降。下面是一些解决线程池阻塞的方法：
1. 增加任务队列的容量：可以增加任务队列的容量，以容纳更多的任务。可以使用LinkedBlockingQueue等无界队列，也可以使用ArrayBlockingQueue等有界队列。但是，增加任务队列的容量也会增加内存开销，需要根据实际需求来进行选择。（时间和空间的平衡问题）
2. 使用预启动所有核心线程：可以在创建线程池时，使用prestartAllCoreThreads()方法预先启动所有核心线程或核心业务线程，以提高线程池的响应速度。这样，当有新任务到来时，线程池就可以立即执行任务，而不需要等待线程创建的时间。（预先处理机制）
3. 调整任务提交方式：可以考虑调整任务提交方式，以减少线程池的阻塞。例如，可以将一些独立的任务使用submit()方法提交，这样可以立即返回一个Future对象，而不需要等待任务执行完成。对于有依赖关系的任务，可以使用CompletionService来管理任务的执行。
四：线程池的工作流程
1）当提交一个新的任务到线程池时，线程池判断corePoolSize线程池是否都在执行任务，如果有空闲的线程，则从核心线程池中取一个线程来执行此任务，直到当前线程数等于corePoolSize;
2)如果当前线程数量为corePoolSize，继续提交的任务被保存到阻塞队列中，等待被执行；
3）如果阻塞队列满了，那就创建新的线程执行当前任务，直到线程池中的线程数达到maxPoolSize，这时候再有任务来，就由饱和策略来处理提交的任务
参数怎么设置的
corePoolSize：核心线程数。如果等于0，则任务执行完后，没有任务请求进入时销毁线程池中的线程。如果大于0，即使本地任务执行完毕，核心线程也不会被销毁。设置过大会浪费系统资源，设置过小导致线程频繁创建。
maximumPoolSize：最大线程数。必须大于等于1，且大于等于corePoolSize。如果与corePoolSize相等，则线程池大小固定。如果大于corePoolSize，则最多创建maximumPoolSize个线程执行任务
keepAliveTime：线程空闲时间。线程池中线程空闲时间达到keepAliveTime值时，线程会被销毁，只到剩下corePoolSize个线程为止。默认情况下，线程池的最大线程数大于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作用。如果allowCoreThreadTimeOut被设置为true，即使线程池的最大线程数等于corePoolSize，keepAliveTime也会起作用（回收超时的核心线程）。
unit：TimeUnit表示时间单位。
workQueue：缓存队列。当请求线程数大于corePoolSize时，线程进入BlockingQueue阻塞队列。
threadFactory：线程工厂。用来生产一组相同任务的线程。主要用于设置生成的线程名词前缀、是否为守护线程以及优先级等。设置有意义的名称前缀有利于在进行虚拟机分析时，知道线程是由哪个线程工厂创建的。
handler：执行拒绝策略对象。当达到任务缓存上限时（即超过workQueue参数能存储的任务数），执行拒接策略，可以看作简单的限流保护。

线程池相关类结构

ExecutorService接口继承了Executor接口，定义了管理线程任务的方法。
ExecutorService的抽象类AbstractExecutorService提供了submit、invokeAll()等部分方法实现，但是核心方法Executor.execute()并没有实现。
因为所有任务都在这个方法里执行，不同的线程池实现策略会有不同，所以交由具体的线程池来实现。
线程池种类
阿里规范我们用TreadPoolExecutor
newFixedThreadPool：创建固定线程数的线程池。核心线程数等于最大线程数，不存在空闲线程，keepAliveTime为0。
newSingleThreadExecutor：创建单线程的线程池，核心线程数和最大线程数都为1，相当于串行执行。
newCachedThreadPool：核心线程数为0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE，是一个高度可伸缩的线程池。存在OOM风险。keepAliveTime为60，工作线程处于空闲状态超过keepAliveTime会回收线程。

newWorkStealingPool：JDK8引入，创建持有足够线程的线程池支持给定的并行度，并通过使用多个队列减少竞争。

禁止直接使用Executors创建线程池原因：
Executors.newCachedThreadPool和Executors.newScheduledThreadPool两个方法最大线程数为Integer.MAX_VALUE，如果达到上限，没有任务服务器可以继续工作，肯定会抛出OOM异常。
Executors.newSingleThreadExecutor和Executors.newFixedThreadPool两个方法的workQueue参数为new LinkedBlockingQueue()，容量为Integer.MAX_VALUE，如果瞬间请求非常大，会有OOM风险。

以上5个核心方法除Executors.newWorkStealingPool方法之外，其他方法都有OOM风险。
具体实现线程池
Plain Text
复制代码

/**

线程池执行耗时的操作不要加大核心线程和最大线程数
*/
private static final ExecutorService EXECUTOR_SERVICE = new ThreadPoolExecutor(1,
1,
120,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(1),
new RegionCenterUtilThreadFactory(“InitTemplateUtilThreadPool”),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

/**

线程池工厂实现类
*/
public static class RegionCenterUtilThreadFactory implements ThreadFactory {
private final String name;

RegionCenterUtilThreadFactory(String name) {
this.name = name;
}

@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
return new Thread(r, this.name);
}
}
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private void generateMerchantShopTemplate(Long merchantId, Long userId, String userName) {
BaseReq base = new BaseReq();
base.setMerchantId(merchantId);
base.setUserId(userId);
base.setUserName(userName);
log.info(“initializeTemplateDataUtil start”);
try {
EXECUTOR_SERVICE.execute(() -> {
// 新建商户时初始化标准
Boolean data = this.collectionTemplateV2RemoteService.saveMerchantInitTemplate(base).getData();
log.info("==data:{}", data);
});
} catch (Exception e) {
log.error(“initializeTemplateDataUtil fail： e =”, e);
}
log.info(“initializeTemplateDataUtil finfish”);
}
java线程池详解
java线程池详解_不会秃头的小齐的博客-CSDN博客
线程池详解
7000字+24张图带你彻底弄懂线程池_Java烟雨的博客-CSDN博客
Nginx
Nginx的安装配置教程 https://blog.csdn.net/BraveZhouzhou/article/details/125913797

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