java.util.concurrent 多线程框架

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背景

前段时间一个项目中因为涉及大量的线程开发，把jdk cocurrent的代码重新再过了一遍。这篇文章中主要是记录一下学习ThreadPoolExecutor过程中容易被人忽略的点，Doug Lea的整个类设计还是非常nice的

正文

先看一副图，描述了ThreadPoolExecutor的工作机制:


整个ThreadPoolExecutor的任务处理有4步操作：

第一步，初始的poolSize < corePoolSize，提交的runnable任务，会直接做为new一个Thread的参数，立马执行
第二步，当提交的任务数超过了corePoolSize，就进入了第二步操作。会将当前的runable提交到一个block queue中
第三步，如果block queue是个有界队列，当队列满了之后就进入了第三步。如果poolSize < maximumPoolsize时，会尝试new 一个Thread的进行救急处理，立马执行对应的runnable任务
第四步，如果第三步救急方案也无法处理了，就会走到第四步执行reject操作。
几点说明：(相信这些网上一搜一大把，我这里简单介绍下，为后面做一下铺垫)
block queue有以下几种实现：
1. ArrayBlockingQueue :  有界的数组队列
2. LinkedBlockingQueue : 可支持有界/无界的队列，使用链表实现
3. PriorityBlockingQueue : 优先队列，可以针对任务排序
4. SynchronousQueue : 队列长度为1的队列，和Array有点区别就是：client thread提交到block queue会是一个阻塞过程，直到有一个worker thread连接上来poll task。
RejectExecutionHandler是针对任务无法处理时的一些自保护处理：
1. Reject 直接抛出Reject exception
2. Discard 直接忽略该runnable，不可取
3. DiscardOldest 丢弃最早入队列的的任务
4. CallsRun 直接让原先的client thread做为worker线程，进行执行

容易被人忽略的点：
1.  pool threads启动后，以后的任务获取都会通过block queue中，获取堆积的runnable task.

所以建议： block size >= corePoolSize ，不然线程池就没任何意义
2.  corePoolSize 和 maximumPoolSize的区别， 和大家正常理解的数据库连接池不太一样。
  *  据dbcp pool为例，会有minIdle , maxActive配置。minIdle代表是常驻内存中的threads数量，maxActive代表是工作的最大线程数。
  *  这里的corePoolSize就是连接池的maxActive的概念，它没有minIdle的概念(每个线程可以设置keepAliveTime，超过多少时间多有任务后销毁线程，但不会固定保持一定数量的threads)。
  * 这里的maximumPoolSize，是一种救急措施的第一层。当threadPoolExecutor的工作threads存在满负荷，并且block queue队列也满了，这时代表接近崩溃边缘。这时允许临时起一批threads，用来处理runnable，处理完后立马退出。

所以建议：  maximumPoolSize >= corePoolSize =期望的最大线程数。 (我曾经配置了corePoolSize=1, maximumPoolSize=20, blockqueue为无界队列，最后就成了单线程工作的pool。典型的配置错误)

3. 善用blockqueue和reject组合. 这里要重点推荐下CallsRun的Rejected Handler，从字面意思就是让调用者自己来运行。
我们经常会在线上使用一些线程池做异步处理，比如我前面做的(业务层)异步并行加载技术分析和设计, 将原本串行的请求都变为了并行操作，但过多的并行会增加系统的负载(比如软中断，上下文切换)。所以肯定需要对线程池做一个size限制。但是为了引入异步操作后，避免因在block queue的等待时间过长，所以需要在队列满的时，执行一个callsRun的策略，并行的操作又转为一个串行处理，这样就可以保证尽量少的延迟影响。

所以建议：  RejectExecutionHandler = CallsRun ,  blockqueue size = 2 * poolSize (为啥是2倍poolSize，主要一个考虑就是瞬间高峰处理，允许一个thread等待一个runnable任务)