對(duì)線程池的誤解

很長(zhǎng)一段時(shí)間里我一直以為java線程池是為了提高多線程下創(chuàng)建線程的效率。創(chuàng)建好一些線程并緩存在線程池里，后面來了請(qǐng)求（Runnable）就 從連接池中取出一個(gè)線程處理請(qǐng)求；這樣就避免了每次創(chuàng)建一個(gè)新Thread對(duì)象。直到前段時(shí)間我看到一篇Neal Gafter（和Joshua Bloch合著了《Java Puzzlers》，現(xiàn)任職于微軟，主要從事.NET語言方面的工作）的訪談，里面有這么一段談話（http://www.infoq.com/cn/articles/neal-gafter-on-java）：

乍一看，大神的思路就是不一樣：java線程池是為了防止java線程占用太多資源？

雖然是java大神的訪談，但是也不能什么都信，你說占資源就占資源？還是得寫測(cè)試用例測(cè)一下。

首先驗(yàn)證下我的理解：

java線程池和創(chuàng)建java線程哪個(gè)效率高？

直接上測(cè)試用例：

public class ThreadPoolTest extends TestCase { 
    private static final int COUNT = 10000; 
 
    public void testThreadPool() throws InterruptedException { 
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(COUNT); 
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(100); 
        long bg = System.currentTimeMillis(); 
        for (int i = 0; i < COUNT; i++) { 
    Runnable command = new TestRunnable(countDownLatch); 
    executorService.execute(command); 
        } 
        countDownLatch.await(); 
        System.out.println("testThreadPool:" + (System.currentTimeMillis() - bg)); 
    } 
 
    public void testNewThread() throws InterruptedException { 
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(COUNT); 
        long bg = System.currentTimeMillis(); 
        for (int i = 0; i < COUNT; i++) { 
    Runnable command = new TestRunnable(countDownLatch); 
    Thread thread = new Thread(command); 
    thread.start(); 
        } 
        countDownLatch.await(); 
        System.out.println("testNewThread:" + (System.currentTimeMillis() - bg)); 
    } 
 
    private static class TestRunnable implements Runnable { 
        private final CountDownLatch countDownLatch; 
 
        TestRunnable(CountDownLatch countDownLatch) { 
    this.countDownLatch = countDownLatch; 
        } 
 
        @Override 
        public void run() { 
    countDownLatch.countDown(); 
        } 
    } 
} 

這里使用Executors.newFixedThreadPool(100)是為了控制線程池的核心連接數(shù)和***連接數(shù)一樣大，都為100。

我的機(jī)子上的測(cè)試結(jié)果：

testThreadPool:31
testNewThread:624

可以看到，使用線程池處理10000個(gè)請(qǐng)求的處理時(shí)間為31ms，而每次啟用新線程的處理時(shí)間為624ms。

好了，使用線程池確實(shí)要比每次都創(chuàng)建新線程要快一些；但是testNewThread一共耗時(shí)624ms，算下平均每次請(qǐng)求的耗時(shí)為：

624ms/10000=62.4us

每次創(chuàng)建并啟動(dòng)線程的時(shí)間為62.4微秒。根據(jù)80/20原理，這點(diǎn)兒時(shí)間根本可以忽略不計(jì)。所以線程池并不是為了效率設(shè)計(jì)的。

java線程池是為了節(jié)約資源？

再上測(cè)試用例：

public class ThreadPoolTest extends TestCase { 
    public void testThread() throws InterruptedException { 
        int i = 1; 
        while (true) { 
    Runnable command = new TestRunnable(); 
    Thread thread = new Thread(command); 
    thread.start(); 
    System.out.println(i++); 
        } 
    } 
 
    private static class TestRunnable implements Runnable { 
        @Override 
        public void run() { 
    try { 
        Thread.sleep(1000); 
    } catch (InterruptedException e) { 
        e.printStackTrace(); 
    } 
        } 
    } 
} 

以上用例模擬每次請(qǐng)求都創(chuàng)建一個(gè)新線程處理請(qǐng)求，然后默認(rèn)每個(gè)請(qǐng)求的處理時(shí)間為1000ms。而在我的機(jī)子上當(dāng)請(qǐng)求數(shù)達(dá)到1096時(shí)會(huì)內(nèi)存溢出：

java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

為什么會(huì)拋OOM Error呢？因?yàn)閖vm會(huì)為每個(gè)線程分配一定內(nèi)存（JDK5.0以后每個(gè)線程堆棧大小為1M,以前每個(gè)線程堆棧大小為256K，也可以通過jvm參數(shù)-Xss來設(shè)置），所以當(dāng)線程數(shù)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)就報(bào)了該error。

設(shè)想如果不使用java線程池，而為每個(gè)請(qǐng)求都創(chuàng)建一個(gè)新線程來處理該請(qǐng)求，當(dāng)請(qǐng)求量達(dá)到一定數(shù)量時(shí)一定會(huì)內(nèi)存溢出的；而我們使用java線程池的話，線程數(shù)量一定會(huì)<=maximumPoolSize（線程池的***線程數(shù)），所以設(shè)置合理的話就不會(huì)造成內(nèi)存溢出。

現(xiàn)在問題明朗了：java線程池是為了防止內(nèi)存溢出，而不是為了加快效率。

淺談java線程池

上文介紹了java線程池啟動(dòng)太多會(huì)造成OOM，使用java線程池也應(yīng)該設(shè)置合理的線程數(shù)數(shù)量；否則應(yīng)用可能十分不穩(wěn)定。然而該如何設(shè)置這個(gè)數(shù)量呢？我們可以通過這個(gè)公式來計(jì)算：

(MaxProcessMemory – JVMMemory – ReservedOsMemory) / (ThreadStackSize) = Max number of threads

• MaxProcessMemory     進(jìn)程***的內(nèi)存

• JVMMemory                 JVM內(nèi)存

• ReservedOsMemory     JVM的本地內(nèi)存

• ThreadStackSize            線程棧的大小

MaxProcessMemory

MaxProcessMemory：進(jìn)程***的尋址空間，當(dāng)然也不能超過虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存的總和。關(guān)于不同系統(tǒng)的進(jìn)程可尋址的***空間，可參考下面表格：

JVMMemory

JVMMemory: Heap + PermGen，即堆內(nèi)存和***代內(nèi)存和（注意，不包括本地內(nèi)存）。

ReservedOsMemory

ReservedOSMemory：Native heap，即JNI調(diào)用方法所占用的內(nèi)存。

ThreadStackSize

ThreadStackSize：線程棧的大小，JDK5.0以后每個(gè)線程堆棧大小默認(rèn)為1M,以前每個(gè)線程堆棧大小為256K；可以通過jvm參數(shù)-Xss來設(shè)置；注意-Xss是jvm的非標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，不強(qiáng)制所有平臺(tái)的jvm都支持。

如何調(diào)大線程數(shù)？

如果程序需要大量的線程，現(xiàn)有的設(shè)置不能達(dá)到要求，那么可以通過修改MaxProcessMemory，JVMMemory，ThreadStackSize這三個(gè)因素，來增加能創(chuàng)建的線程數(shù)：

• MaxProcessMemory 使用64位操作系統(tǒng)

• JVMMemory   減少JVMMemory的分配

• ThreadStackSize  減小單個(gè)線程的棧大小