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Tomcat修正JDK原生線程池bug的實現原理

2022-12-4 12:21| 查看: 2304 |來源: 互聯網

大家好，現在小編來為大家解答以上問題。Tomcat修正JDK原生線程池bug的實現原理相信很多人還不知道，現在讓我們一起來看看吧！為提高處理能力和并發度，Web容器一般會把處理請求的任務放到線程池，而JDK的原生線程池

大家好，現在小編來為大家解答以上問題。Tomcat修正JDK原生線程池bug的實現原理相信很多人還不知道，現在讓我們一起來看看吧！

為提高處理能力和并發度，Web容器一般會把處理請求的任務放到線程池，而JDK的原生線程池先天適合CPU密集型任務，于是Tomcat改造之。

Tomcat 線程池原理

其實ThreadPoolExecutor的參數主要有如下關鍵點：

限制線程個數

限制隊列長度

而Tomcat對這倆資源都需要限制，否則高并發下CPU、內存都有被耗盡可能。
因此Tomcat的線程池傳參：


// 定制的任務隊列
taskqueue = new TaskQueue(maxQueueSize);

// 定制的線程工廠
TaskThreadFactory tf = new TaskThreadFactory(namePrefix,
							                 daemon,
							                 getThreadPriority()
);

// 定制線程池
executor = new ThreadPoolExecutor(getMinSpareThreads(),
								  getMaxThreads(),
				 			      maxIdleTime, 
				 			      TimeUnit.MILLISECONDS,
				 			      taskqueue,
				 			      tf);

Tomcat對線程數也有限制，設置：

核心線程數（minSpareThreads）
最大線程池數（maxThreads）

Tomcat線程池還有自己的特色任務處理流程，通過重寫execute方法實現了自己的特色任務處理邏輯：

前corePoolSize個任務時，來一個任務就創建一個新線程
再有任務，就把任務放入任務隊列，讓所有線程去搶。若隊列滿，就創建臨時線程
總線程數達到maximumPoolSize，則繼續嘗試把任務放入任務隊列
若緩沖隊列也滿了，插入失敗，執行拒絕策略

和 JDK 線程池的區別就在step3，Tomcat在線程總數達到最大數時，不是立即執行拒絕策略，而是再嘗試向任務隊列添加任務，添加失敗后再執行拒絕策略。

具體又是如何實現的呢？


public void execute(Runnable command, long timeout, TimeUnit unit) {
    submittedCount.incrementAndGet();
    try {
        // 調用JDK原生線程池的execute執行任務
        super.execute(command);
    } catch (RejectedExecutionException rx) {
       // 總線程數達到maximumPoolSize后，JDK原生線程池會執行默認拒絕策略
        if (super.getQueue() instanceof TaskQueue) {
            final TaskQueue queue = (TaskQueue)super.getQueue();
            try {
                // 繼續嘗試把任務放入任務隊列
                if (!queue.force(command, timeout, unit)) {
                    submittedCount.decrementAndGet();
                    // 若緩沖隊列還是滿了，插入失敗，執行拒絕策略。
                    throw new RejectedExecutionException("...");
                }
            } 
        }
    }
}

定制任務隊列

Tomcat線程池的execute方法第一行：


submittedCount.incrementAndGet();

任務執行失敗，拋異常時，將該計數器減一：


submittedCount.decrementAndGet();

Tomcat線程池使用 submittedCount 變量維護已提交到線程池，但未執行完的任務數量。

為何要維護這樣一個變量呢？

Tomcat的任務隊列TaskQueue擴展了JDK的LinkedBlockingQueue，Tomcat給了它一個capacity，傳給父類LinkedBlockingQueue的構造器。


public class TaskQueue extends LinkedBlockingQueue {

  public TaskQueue(int capacity) {
      super(capacity);
  }
  ...
}

capacity參數通過Tomcat的maxQueueSize參數設置，但maxQueueSize默認值Integer.MAX_VALUE：當前線程數達到核心線程數后，再來任務的話線程池會把任務添加到任務隊列，并且總會成功，就永遠無機會創建新線程了。

為解決該問題，TaskQueue重寫了LinkedBlockingQueue#offer，在合適時機返回false，表示任務添加失敗，這時線程池就會創建新線程。

什么叫合適時機？


public class TaskQueue extends LinkedBlockingQueue {

  ...
   @Override
  // 線程池調用任務隊列的方法時，當前線程數 ＞ core線程數
  public boolean offer(Runnable o) {

      // 若線程數已達max，則不能創建新線程，只能放入任務隊列
      if (parent.getPoolSize() == parent.getMaximumPoolSize()) 
          return super.offer(o);
          
      // 至此，表明 max線程數 > 當前線程數 ＞ core線程數
      // 說明可創建新線程：
      
      // 1. 若已提交任務數 ＜ 當前線程數
      //    表明還有空閑線程，無需創建新線程
      if (parent.getSubmittedCount()<=(parent.getPoolSize())) 
          return super.offer(o);
          
      // 2. 若已提交任務數 ＞ 當前線程數
      //    線程不夠用了，返回false去創建新線程
      if (parent.getPoolSize()

所以Tomcat維護 已提交任務數 是為了在任務隊列長度無限時，讓線程池還能有機會創建新線程。
以上Tomcat修正JDK原生線程池bug的實現原理就是小編為大家收集整理的全部內容了，希望對大家有所幫助。如果您喜歡這篇文章，可以收藏或分享給您的小伙伴們吧！歡迎持續關注我們的后續更新。

本文最后更新于 2022-12-4 12:21，某些文章具有時效性，若有錯誤或已失效，請在網站留言或聯系站長：17tui@17tui.com

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