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2024-10-30

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你是如何自定义线程池的？如何合理设置线程池的参数？

使用 ThreadPoolExecutor 实现灵活的自定义线程池，并通过 ArrayBlockingQueue 存放任务。针对每类不同的业务，分别定义不同的线程池，让它们互不影响。

使用线程池可以避免频繁地创建和销毁线程会带来显著的性能开销，线程池的管理通常依赖于特定的编程框架或库，其中ThreadPoolExecutor是Java中一个非常常用的线程池管理工具。

示例代码：

ExecutorService executorService = 
    new ThreadPoolExecutor(40, 1000, 10000, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(10000));

自定义线程池参数如下：

核心线程数（corePoolSize）：线程池中一直保持活动的线程数。可以使用corePoolSize方法来设置。一般情况下，可以根据系统的资源情况和任务的特性来设置合适的值。
最大线程数（maximumPoolSize）：线程池中允许存在的最大线程数。可以使用maximumPoolSize方法来设置。如果所有线程都处于活动状态，而此时又有新的任务提交，线程池会创建新的线程，直到达到最大线程数。
空闲线程存活时间（keepAliveTime）：当线程池中的线程数量超过核心线程数时，如果这些线程在一定时间内没有执行任务，则这些线程会被销毁。可以使用keepAliveTime和TimeUnit方法来设置。
阻塞队列（workQueue）：用于存放等待执行的任务的阻塞队列。可以根据任务的特性选择不同类型的队列，如LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue等。默认情况下，使用无界阻塞队列，即LinkedBlockingQueue，但也可以根据需要设置有界队列。
- ArrayBlockingQueue 是一个由数组支持的有界阻塞队列。这个队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。ArrayBlockingQueue 需要在创建时指定容量，且一旦创建后不能更改。此队列使用单个锁来控制插入和移除操作，从而导致这两种操作不能完全并行。
- LinkedBlockingQueue 是一个由链表结构支持的可选有界队列。
  
  LinkedBlockingQueue 内部使用两个锁，一个用于入队操作，一个用于出队操作，允许这两个操作并行进行，从而提高了队列在并发环境中的吞吐量。
- PriorityBlockingQueue 是一个支持优先级排序的无界阻塞队列。队列中元素的排序可以根据自然排序，或者根据构造时提供的 Comparator 来进行。
  
  PriorityBlockingQueue 通常用于执行基于优先级的任务调度。注意此队列不阻塞数据插入操作，但如果队列为空，数据取出操作会阻塞。
- SynchronousQueue 是一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，反之亦然。
  
  SynchronousQueue 适合于传递性的任务调度，每个任务都由一个线程提交，另一个线程接收执行。
```
import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolWithArrayBlockingQueue {
    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10);
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
            2, 4, 1, TimeUnit.MINUTES, queue);

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            final int taskId = i;
            executor.execute(() -> {
                System.out.println("Executing task " + taskId +
                                   " on thread " + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            });
        }

        executor.shutdown();
    }
}
```
  在这个例子中，我们创建了一个有界队列 ArrayBlockingQueue，用作线程池的工作队列。线程池被配置为有 2 个核心线程，最多 4 个线程，并且有一个容量为 10 的队列用于存储待处理任务。
线程工厂（threadFactory）：用于创建线程的工厂。可以通过实现ThreadFactory接口自定义线程的创建逻辑。
拒绝策略（rejectedExecutionHandler）：当线程池无法接受新的任务时，会根据设置的拒绝策略进行处理。常见的拒绝策略有AbortPolicy、DiscardPolicy、DiscardOldestPolicy和CallerRunsPolicy。

我们是会根据任务的类型以及消耗资源的情况来调整线程池的参数。

比如针对更消耗 CPU 资源的计算密集型任务，我会将核心线程数设置为和 CPU 核心数相同，充分利用系统资源；
针对更消耗网络等 IO 的 IO 密集型任务，我会将核心线程数设置得更大，比如 CPU 核心数的 2 - 4 倍，能够增加并发度、并且提高 CPU 的利用率。

有一个经验值公式，其中 N 为 CPU 核心数：CPU 密集型任务，核心线程数设置为 N（或 N + 1）；IO 密集型任务，核心线程数设置为 2N。

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多线程