線程池參數詳解

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JDK1.5中引入了強大的concurrent包，其中最常用的莫過了線程池的實現ThreadPoolExecutor，它給我們帶來了極大的方便，但同時，對於該線程池不恰當的設置也可能使其效率並不能達到預期的效果，甚至僅相當於或低於單線程的效率。

ThreadPoolExecutor類可設置的參數主要有：

• corePoolSize

在創建了線程池后，默認情況下，線程池中並沒有任何線程，而是等待有任務到來才創建線程去執行任務，（除非調用了prestartAllCoreThreads()或者prestartCoreThread()方法，從這2個方法的名字就可以看出，是預創建線程的意思，即在沒有任務到來之前就創建corePoolSize個線程或者一個線程）。

默認情況下，在創建了線程池后，線程池中的線程數為0，當有任務來之后，就會創建一個線程去執行任務，當線程池中的線程數目達到corePoolSize后，就會把到達的任務放到緩存隊列當中。核心線程在allowCoreThreadTimeout被設置為true時會超時退出，默認情況下不會退出。

• maxPoolSize

當線程數大於或等於核心線程，且任務隊列已滿時，線程池會創建新的線程，直到線程數量達到maxPoolSize。如果線程數已等於maxPoolSize，且任務隊列已滿，則已超出線程池的處理能力，線程池會拒絕處理任務而拋出異常。

• keepAliveTime

當線程空閑時間達到keepAliveTime，該線程會退出，直到線程數量等於corePoolSize。如果allowCoreThreadTimeout設置為true，則所有線程均會退出直到線程數量為0。

• allowCoreThreadTimeout

是否允許核心線程空閑退出，默認值為false。

• queueCapacity

任務隊列容量。從maxPoolSize的描述上可以看出，任務隊列的容量會影響到線程的變化，因此任務隊列的長度也需要恰當的設置。

 

還有就是 workQueue：一個阻塞隊列，用來存儲等待執行的任務，這個參數的選擇也很重要，會對線程池的運行過程產生重大影響，一般來說，這里的阻塞隊列有以下幾種選擇：

ArrayBlockingQueue;
LinkedBlockingQueue;
SynchronousQueue;
PriorityBlockingQueue 

ArrayBlockingQueue和PriorityBlockingQueue使用較少，一般使用LinkedBlockingQueue和Synchronous。線程池的排隊策略與BlockingQueue有關。

• threadFactory：線程工廠，主要用來創建線程；
• handler：表示當拒絕處理任務時的策略，有以下四種取值：

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務並拋出RejectedExecutionException異常。 
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務，但是不拋出異常。 
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，然后重新嘗試執行任務（重復此過程）
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由調用線程處理該任務 

線程池按以下行為執行任務

1. 當線程數小於核心線程數時，創建線程。
2. 當線程數大於等於核心線程數，且任務隊列未滿時，將任務放入任務隊列。
3. 當線程數大於等於核心線程數，且任務隊列已滿
   1. 若線程數小於最大線程數，創建線程
   2. 若線程數等於最大線程數，拋出異常，拒絕任務

 

系統負載

參數的設置跟系統的負載有直接的關系，下面為系統負載的相關參數：

• tasks，每秒需要處理的最大任務數量
• tasktime，處理第個任務所需要的時間
• responsetime，系統允許任務最大的響應時間，比如每個任務的響應時間不得超過2秒。

 

參數設置

 

corePoolSize:

每個任務需要tasktime秒處理，則每個線程每鈔可處理1/tasktime個任務。系統每秒有tasks個任務需要處理，則需要的線程數為：tasks/(1/tasktime)，即tasks*tasktime個線程數。假設系統每秒任務數為100~1000，每個任務耗時0.1秒，則需要100*0.1至1000*0.1，即10~100個線程。那么corePoolSize應該設置為大於10，具體數字最好根據8020原則，即80%情況下系統每秒任務數，若系統80%的情況下第秒任務數小於200，最多時為1000，則corePoolSize可設置為20。

 

queueCapacity:

任務隊列的長度要根據核心線程數，以及系統對任務響應時間的要求有關。隊列長度可以設置為(corePoolSize/tasktime)*responsetime： (20/0.1)*2=400，即隊列長度可設置為400。

隊列長度設置過大，會導致任務響應時間過長，切忌以下寫法：

LinkedBlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue();

這實際上是將隊列長度設置為Integer.MAX_VALUE，將會導致線程數量永遠為corePoolSize，再也不會增加，當任務數量陡增時，任務響應時間也將隨之陡增。

 

maxPoolSize:

當系統負載達到最大值時，核心線程數已無法按時處理完所有任務，這時就需要增加線程。每秒200個任務需要20個線程，那么當每秒達到1000個任務時，則需要(1000-queueCapacity)*(20/200)，即60個線程，可將maxPoolSize設置為60。

 

keepAliveTime:

線程數量只增加不減少也不行。當負載降低時，可減少線程數量，如果一個線程空閑時間達到keepAliveTiime，該線程就退出。默認情況下線程池最少會保持corePoolSize個線程。

 

allowCoreThreadTimeout:

默認情況下核心線程不會退出，可通過將該參數設置為true，讓核心線程也退出。

 

以上關於線程數量的計算並沒有考慮CPU的情況。若結合CPU的情況，比如，當線程數量達到50時，CPU達到100%，則將maxPoolSize設置為60也不合適，此時若系統負載長時間維持在每秒1000個任務，則超出線程池處理能力，應設法降低每個任務的處理時間(tasktime)。