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這篇是并發(fā)編程系列文章第五篇了，說(shuō)到并發(fā)編程，怎么少的了線程池，在阿里線程池使用場(chǎng)景非常多，用好線程池這個(gè)利器也算是日常開(kāi)發(fā)必須掌握的了，下面講講2019年的那一夜，就線程池和某位面試官鏖戰(zhàn)了半個(gè)小時(shí)。

面試官 : 看你簡(jiǎn)歷上寫(xiě)了對(duì)系統(tǒng)性能做了優(yōu)化，能簡(jiǎn)單給我介紹一下嗎?都有哪些優(yōu)化，你是怎么衡量?jī)?yōu)化效果的?

我 : 巴拉巴拉。。。例如我們系統(tǒng)之前要查詢(xún)用戶(hù)的個(gè)人身份信息、聯(lián)系人信息、訂單狀態(tài)信息、積分信息，之前系統(tǒng)是單線程串行處理的，我用線程池對(duì)四個(gè)任務(wù)并行處理，然后對(duì)處理結(jié)果合并。

面試官 : 你剛才說(shuō)用到線程池，能跟我講講為什么用線程池嗎?我創(chuàng)建四個(gè)線程處理可不可以?

我 : 可以，當(dāng)然可以。

我 : 但是用線程池更合適。阿里巴巴開(kāi)發(fā)規(guī)約中有一條:

3.【強(qiáng)制】線程資源必須通過(guò)線程池提供，不允許在應(yīng)用中自行顯式創(chuàng)建線程。

說(shuō)明：使用線程池的好處是減少在創(chuàng)建和銷(xiāo)毀線程上所消耗的時(shí)間以及系統(tǒng)資源的開(kāi)銷(xiāo)，解決資源不足的問(wèn)題。如果不使用線程池，有可能造成系統(tǒng)創(chuàng)建大量同類(lèi)線程而導(dǎo)致消耗完內(nèi)存或者“過(guò)度切換”的問(wèn)題。

《阿里巴巴研發(fā)手冊(cè)》

我 : 就像你去餐廳吃飯，服務(wù)員總是提前洗好盤(pán)子，不會(huì)等你來(lái)打飯的時(shí)候才洗盤(pán)子，盤(pán)子就像是線程池里的線程，你打飯就是要處理的任務(wù)。

面試官 : 那你知道線程池的相關(guān)類(lèi)關(guān)系嗎?

我: 這算什么問(wèn)題?不應(yīng)該是問(wèn)我核心線程數(shù)怎么設(shè)置嗎?好吧。。。請(qǐng)看下圖:

• Executor 的定義非常簡(jiǎn)單，就定義了線程池最本質(zhì)要做的事，執(zhí)行任務(wù)。

public interface Executor { 
 
    void execute(Runnable command); 
} 

• ExecutorService 也是個(gè)接口，不過(guò)他算是把線程池的框架搭出來(lái)了，告訴要實(shí)現(xiàn)它的線程池必須提供的一些管理線程池的方法。
• AbstractExecutorService 是普通的線程池執(zhí)行器，ScheduledExecutorService 是定時(shí)任務(wù)線程池。

面試官 : 那你日常開(kāi)發(fā)中是怎么創(chuàng)建線程池的?

我: 我用ThreadPoolExecutor 自定義創(chuàng)建線程池。

面試官 : 那你知道線程池都有哪些核心參數(shù)嗎?

我: 線程池主要的核心參數(shù)有7個(gè)，我們看 ThreadPoolExecutor 構(gòu)造函數(shù)就知道了

• corePoolSize ：核心線程數(shù)
• maximumPoolSize: 最大線程數(shù)
• keepAliveTime ：線程在線程池中不被銷(xiāo)毀的空閑時(shí)間，如果線程池的線程太多，任務(wù)比較小，到這個(gè)時(shí)間就銷(xiāo)毀線程池。
• unit : keepAliveTime 的時(shí)間單位，一般設(shè)置成秒或毫秒。
• workQueue : 任務(wù)隊(duì)列，存放等待執(zhí)行的任務(wù)
• threadFactory: 創(chuàng)建線程的任務(wù)工廠，比如給線程命名加上前綴，后面會(huì)講
• handler : 拒絕任務(wù)處理器，當(dāng)任務(wù)處理不過(guò)來(lái)時(shí)的拒絕處理器
• allowCoreThreadTimeOut : 是否允許核心線程超時(shí)銷(xiāo)毀，這個(gè)參數(shù)不在構(gòu)造函數(shù)中，但重要性也很高

面試官 : 老實(shí)說(shuō)，你是不是來(lái)之前背過(guò)了，不然怎么可能都記住了。

我: [掀桌子]，不面了，還找什么工作，要什么自行車(chē)。

我不過(guò)是來(lái)之前把“安琪拉的博客”公眾號(hào)上的文章都看了個(gè)遍。

面試官 : 其實(shí)剛才那也是問(wèn)題，考察面試者是否皮實(shí)，我們繼續(xù)。。

面試官 : 剛才說(shuō)了這些核心參數(shù)，你能不能跟我講講線程池的基本工作原理。

我: 可以的，這里我給你畫(huà)個(gè)流程，如下所示:

面試官 : 那按照上面的流程寫(xiě)段偽代碼。

我: 還能不能好好面了，讓手撕線程池。

那好吧，你對(duì)著的流程圖看，代碼如下：

面試官 : 不錯(cuò)，那你平常怎么管理線程池的呢?

我: 我會(huì)搞了個(gè)線程池管理器，比如 ThreadPoolManager，有個(gè)私有變量的Map，按照線程池的作用給他取個(gè)名字，比如起名為: preparePlateThreadPool (準(zhǔn)備餐盤(pán)線程池)，把線程池名稱(chēng)定義成常量，和創(chuàng)建好的線程池放到管理器的Map里。

面試官 : 除了你自己用 ThreadPoolExecutor 創(chuàng)建線程池，還有別的方式嗎?

我: java.util.concurrent 包里提供的 Executors 也可以用來(lái)創(chuàng)建線程池。

面試官 : Executors 定義了哪幾種 ?

我:

• newSingleThreadExecutos 單線程線程池，也就是線程池只有一個(gè)任務(wù)，這個(gè)我偶爾用一用
• newFixedThreadPool(int nThreads) 固定大小線程的線程池
• newCachedThreadPool() 無(wú)界線程池，這個(gè)就是無(wú)論多少任務(wù)，都創(chuàng)建線程來(lái)運(yùn)行，所以隊(duì)列相當(dāng)于沒(méi)用。

面試官 : 你上面講日常開(kāi)發(fā)自己 用 ThreadPoolExecutor 創(chuàng)建線程池，為什么不用Executors 提供的。

我: 第一是 Executors 提供的線程池使用場(chǎng)景很有限，一般場(chǎng)景很難用到，第二他們也都是通過(guò) ThreadPoolExecutor 創(chuàng)建的線程池，我直接用 ThreadPoolExecutor 創(chuàng)建線程池，可以理解原理，靈活度更高。

參考阿里開(kāi)發(fā)手冊(cè)規(guī)約：

4.【強(qiáng)制】線程池不允許使用Executors去創(chuàng)建，而是通過(guò)ThreadPoolExecutor的方式，這樣的處理方式讓寫(xiě)的同學(xué)更加明確線程池的運(yùn)行規(guī)則，規(guī)避資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)。

說(shuō)明：Executors返回的線程池對(duì)象的弊端如下：

1)FixedThreadPool和SingleThreadPool:

• 允許的請(qǐng)求隊(duì)列長(zhǎng)度為Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)堆積大量的請(qǐng)求，從而導(dǎo)致OOM。

2)CachedThreadPool:

• ??允許的創(chuàng)建線程數(shù)量為Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)創(chuàng)建大量的線程，從而導(dǎo)致OOM。

《阿里巴巴研發(fā)手冊(cè)》

面試官 : 前面你代碼里有任務(wù)入隊(duì)的操作，你一般自定義線程池，用的什么隊(duì)列?

我: 這個(gè)要看實(shí)際應(yīng)用的。

• 有的任務(wù)在早上8點(diǎn)和晚上6點(diǎn)都是高峰期，因此有任務(wù)尖刺，用 LinkedBlockingQueue, 這個(gè)是無(wú)界隊(duì)列，不限制任務(wù)大小的。
• 對(duì)于重要性沒(méi)那么高，非強(qiáng)依賴(lài)的任務(wù)用的ArrayBlockingQueue，這個(gè)是指定大小的，如果任務(wù)超出，會(huì)創(chuàng)建非核心線程執(zhí)行任務(wù)。

面試官 : 那你怎么保證任務(wù)隊(duì)列的可用性呢?

我: 分幾個(gè)方面：

1. 我的線程池管理器，會(huì)有一個(gè)定時(shí)任務(wù)，定時(shí)檢測(cè)Map 中線程池當(dāng)前任務(wù)隊(duì)列的狀態(tài)，會(huì)設(shè)置一個(gè) waterThreshold(水位線)，超出水位線會(huì)有告警;
2. 日常大促演練，會(huì)對(duì)線程池做壓測(cè)，如果發(fā)生超水位情況，還會(huì)對(duì)線程按線程名做降級(jí)，動(dòng)態(tài)調(diào)整核心線程數(shù)和隊(duì)列，當(dāng)然還有限流、降級(jí)等其他有段保障。

面試官 : 那你怎么合理拆分線程池，核心任務(wù)數(shù)和任務(wù)隊(duì)列大小的呢?

我: 這個(gè)是個(gè)老生常談的問(wèn)題。

【推薦】 了解每個(gè)服務(wù)大致的平均耗時(shí)，可以通過(guò)獨(dú)立線程池配置，將較慢的服務(wù)與主線程池隔離開(kāi)，不致于各服務(wù)線程同歸于盡。

《阿里巴巴研發(fā)手冊(cè)》

• 按照任務(wù)的類(lèi)型，對(duì)任務(wù)做拆分，分成不同的線程池，分別命名;
• 區(qū)分任務(wù)的類(lèi)型，是CPU密集型還是IO密集型，CPU 可以設(shè)置約為CPU核心數(shù)，上下文切換少，io密集型可以設(shè)置的大一些。
• 大體估算一個(gè)，然后做壓測(cè)，評(píng)估，另外線程池有個(gè)變量也可以參考意義：largestPoolSize，線程池達(dá)到過(guò)的最大線程任務(wù)，比如你剛開(kāi)始可以把線程數(shù)設(shè)置的足夠大，壓測(cè)過(guò)后看這個(gè)參數(shù)達(dá)到的最大數(shù)值，同時(shí)參考系統(tǒng)的性能指標(biāo)，cou、io、mem等。

這里還有個(gè)公式借鑒：最佳線程數(shù)目 = ((線程等待時(shí)間+線程CPU時(shí)間)/線程CPU時(shí)間 )* CPU數(shù)目

也有開(kāi)源的輔助測(cè)算線程池的合理線程數(shù)。

面試官 : 那拒絕策略呢?了解嗎

我: 拒絕策略就是當(dāng)任務(wù)太多，超過(guò)maximumPoolSize了，只能拒絕。

面試官 : 詳細(xì)講講

我: 拒絕的時(shí)候可以指定拒絕策略，也可以自己實(shí)現(xiàn)，JDK默認(rèn)提供了四種拒絕策略.

• AbortPolicy

默認(rèn)拒絕策略, 直接拋RejectedExecutionException

• DiscardPolicy

任務(wù)直接丟棄，不拋出異常

• CallerRunsPolicy

由調(diào)用者來(lái)執(zhí)行被拒絕的任務(wù)，比如主線程調(diào)用線程池的submit提交任務(wù)，但是任務(wù)被拒絕，則主線程直接執(zhí)行。

但是線程池如果已經(jīng)被關(guān)閉了，任務(wù)就被丟棄了。

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { 
//線程池沒(méi)關(guān)閉 
if (!e.isShutdown()) { 
//直接run，沒(méi)有讓線程池來(lái)執(zhí)行 
  r.run(); 
} 
} 

• DiscardOldestPolicy

丟棄隊(duì)列里等的最久的任務(wù)，然后嘗試執(zhí)行被拒絕的任務(wù)。

但是線程池如果已經(jīng)被關(guān)閉了，任務(wù)就被丟棄了

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { 
if (!e.isShutdown()) { 
  //丟棄隊(duì)列頭部任務(wù) 
  e.getQueue().poll(); 
  //線程池嘗試執(zhí)行任務(wù) 
  e.execute(r); 
} 
} 
面試官 :  那這幾種拒 

面試官 : 那這幾種拒絕策略，你選哪一種?

我: 我選拒絕回答

面試官 : 我選你回去等通知。

到年底了，螞蟻現(xiàn)在有些崗位放出來(lái)，有挑戰(zhàn)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，6位數(shù)QPS，流程加快，拿完年終，過(guò)完年直接來(lái)上班，這個(gè)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)壓力小。

不管想不想來(lái)都可以來(lái)找我聊聊，我的微信: guofu-angela。