前言
日常开发中,为了更好管理线程资源,减少创建线程和销毁线程的资源损耗,我们会使用线程池来执行一些异步任务。但是线程池使用不当,就可能会引发生产事故。今天跟大家聊聊线程池的10个坑。大家看完肯定会有帮助的~
线程池默认使用无界队列,任务过多导致OOM
线程创建过多,导致OOM
共享线程池,次要逻辑拖垮主要逻辑
线程池拒绝策略的坑
Spring内部线程池的坑
使用线程池时,没有自定义命名
线程池参数设置不合理
线程池异常处理的坑
使用完线程池忘记关闭
ThreadLocal与线程池搭配,线程复用,导致信息错乱。
1.线程池默认使用无界队列,任务过多导致OOM
JDK开发者提供了线程池的实现类,我们基于Executors组件,就可以快速创建一个线程池 。日常工作中,一些小伙伴为了开发效率,反手就用Executors新建个线程池。写出类似以下的代码:
publicclassNewFixedTest{ publicstaticvoidmain(String[]args){ ExecutorServiceexecutor=Executors.newFixedThreadPool(10); for(inti=0;i< Integer.MAX_VALUE; i++) { executor.execute(() ->{ try{ Thread.sleep(10000); }catch(InterruptedExceptione){ //donothing } }); } } }
使用newFixedThreadPool创建的线程池,是会有坑的,它默认是无界的阻塞队列,如果任务过多,会导致OOM问题。运行一下以上代码,出现了OOM。
Exceptioninthread"main"java.lang.OutOfMemoryError:GCoverheadlimitexceeded atjava.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.offer(LinkedBlockingQueue.java:416) atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1371) atcom.example.dto.NewFixedTest.main(NewFixedTest.java:14)
这是因为newFixedThreadPool使用了无界的阻塞队列的LinkedBlockingQueue,如果线程获取一个任务后,任务的执行时间比较长(比如,上面demo代码设置了10秒),会导致队列的任务越积越多,导致机器内存使用不停飙升, 最终出现OOM。
看下newFixedThreadPool的相关源码,是可以看到一个无界的阻塞队列的,如下:
//阻塞队列是LinkedBlockingQueue,并且是使用的是无参构造函数 publicstaticExecutorServicenewFixedThreadPool(intnThreads){ returnnewThreadPoolExecutor(nThreads,nThreads, 0L,TimeUnit.MILLISECONDS, newLinkedBlockingQueue()); } //无参构造函数,默认最大容量是Integer.MAX_VALUE,相当于无界的阻塞队列的了 publicLinkedBlockingQueue(){ this(Integer.MAX_VALUE); }
因此,工作中,建议大家自定义线程池 ,并使用指定长度的阻塞队列 。
2. 线程池创建线程过多,导致OOM
有些小伙伴说,既然Executors组件创建出的线程池newFixedThreadPool,使用的是无界队列,可能会导致OOM。那么,Executors组件还可以创建别的线程池,如newCachedThreadPool,我们用它也不行嘛?
我们可以看下newCachedThreadPool的构造函数:
publicstaticExecutorServicenewCachedThreadPool(){ returnnewThreadPoolExecutor(0,Integer.MAX_VALUE, 60L,TimeUnit.SECONDS, newSynchronousQueue()); }
它的最大线程数是Integer.MAX_VALUE。大家应该意识到使用它,可能会引发什么问题了吧。没错,如果创建了大量的线程也有可能引发OOM!
笔者在以前公司,遇到这么一个OOM问题:一个第三方提供的包,是直接使用new Thread实现多线程的。在某个夜深人静的夜晚,我们的监控系统报警了。。。这个相关的业务请求瞬间特别多,监控系统告警OOM了。
所以我们使用线程池的时候,还要当心线程创建过多,导致OOM问题。大家尽量不要使用newCachedThreadPool,并且如果自定义线程池时,要注意一下最大线程数。
3. 共享线程池,次要逻辑拖垮主要逻辑
要避免所有的业务逻辑共享一个线程池。比如你用线程池A来做登录异步通知,又用线程池A来做对账。如下图:
如果对账任务checkBillService响应时间过慢,会占据大量的线程池资源,可能直接导致没有足够的线程资源去执行loginNotifyService的任务,最后影响登录。就这样,因为一个次要服务,影响到重要的登录接口,显然这是绝对不允许的。因此,我们不能将所有的业务一锅炖,都共享一个线程池,因为这样做,风险太高了,犹如所有鸡蛋放到一个篮子里。应当做线程池隔离 !
4. 线程池拒绝策略的坑,使用不当导致阻塞
我们知道线程池主要有四种拒绝策略,如下:
AbortPolicy: 丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。(默认拒绝策略)
DiscardPolicy:丢弃任务,但是不抛出异常。
DiscardOldestPolicy:丢弃队列最前面的任务,然后重新尝试执行任务。
CallerRunsPolicy:由调用方线程处理该任务。
如果线程池拒绝策略设置不合理,就容易有坑。我们把拒绝策略设置为DiscardPolicy或DiscardOldestPolicy并且在被拒绝的任务,Future对象调用get()方法,那么调用线程会一直被阻塞。
我们来看个demo:
publicclassDiscardThreadPoolTest{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{ //一个核心线程,队列最大为1,最大线程数也是1.拒绝策略是DiscardPolicy ThreadPoolExecutorexecutorService=newThreadPoolExecutor(1,1,1L,TimeUnit.MINUTES, newArrayBlockingQueue<>(1),newThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()); Futuref1=executorService.submit(()->{ System.out.println("提交任务1"); try{ Thread.sleep(3000); }catch(InterruptedExceptione){ e.printStackTrace(); } }); Futuref2=executorService.submit(()->{ System.out.println("提交任务2"); }); Futuref3=executorService.submit(()->{ System.out.println("提交任务3"); }); System.out.println("任务1完成"+f1.get());//等待任务1执行完毕 System.out.println("任务2完成"+f2.get());//等待任务2执行完毕 System.out.println("任务3完成"+f3.get());//等待任务3执行完毕 executorService.shutdown();//关闭线程池,阻塞直到所有任务执行完毕 } }
运行结果:一直在运行中。。。
这是因为DiscardPolicy拒绝策略,是什么都没做,源码如下:
publicstaticclassDiscardPolicyimplementsRejectedExecutionHandler{ /** *Createsa{@codeDiscardPolicy}. */ publicDiscardPolicy(){} /** *Doesnothing,whichhastheeffectofdiscardingtaskr. */ publicvoidrejectedExecution(Runnabler,ThreadPoolExecutore){ } }
我们再来看看线程池 submit 的方法:
publicFuture>submit(Runnabletask){ if(task==null)thrownewNullPointerException(); //把Runnable任务包装为Future对象 RunnableFutureftask=newTaskFor(task,null); //执行任务 execute(ftask); //返回Future对象 returnftask; } publicFutureTask(Runnablerunnable,Vresult){ this.callable=Executors.callable(runnable,result); this.state=NEW;//Future的初始化状态是New }
我们再来看看Future的get() 方法
//状态大于COMPLETING,才会返回,要不然都会阻塞等待 publicVget()throwsInterruptedException,ExecutionException{ ints=state; if(s<= COMPLETING) s = awaitDone(false, 0L); return report(s); } FutureTask的状态枚举 private static final int NEW = 0; private static final int COMPLETING = 1; private static final int NORMAL = 2; private static final int EXCEPTIONAL = 3; private static final int CANCELLED = 4; private static final int INTERRUPTING = 5; private static final int INTERRUPTED = 6;
阻塞的真相水落石出啦,FutureTask的状态大于COMPLETING才会返回,要不然都会一直阻塞等待 。又因为拒绝策略啥没做,没有修改FutureTask的状态,因此FutureTask的状态一直是NEW,所以它不会返回,会一直等待。
这个问题,可以使用别的拒绝策略,比如CallerRunsPolicy,它让主线程去执行拒绝的任务,会更新FutureTask状态。如果确实想用DiscardPolicy,则需要重写DiscardPolicy的拒绝策略。
温馨提示 ,日常开发中,使用 Future.get() 时,尽量使用带超时时间的 ,因为它是阻塞的。
future.get(1,TimeUnit.SECONDS);
难道使用别的拒绝策略,就万无一失了嘛? 不是的,如果使用CallerRunsPolicy拒绝策略,它表示拒绝的任务给调用方线程用,如果这是主线程,那会不会可能也导致主线程阻塞 呢?总结起来,大家日常开发的时候,多一份心眼吧,多一点思考吧。
5. Spring内部线程池的坑
工作中,个别开发者,为了快速开发,喜欢直接用spring的@Async,来执行异步任务。
@Async publicvoidtestAsync()throwsInterruptedException{ System.out.println("处理异步任务"); TimeUnit.SECONDS.sleep(newRandom().nextInt(100)); }
Spring内部线程池,其实是SimpleAsyncTaskExecutor,这玩意有点坑,它不会复用线程的 ,它的设计初衷就是执行大量的短时间的任务。有兴趣的小伙伴,可以去看看它的源码:
/** *{@linkTaskExecutor}implementationthatfiresupanewThreadforeachtask, *executingitasynchronously. * *Supportslimitingconcurrentthreadsthroughthe"concurrencyLimit" *beanproperty.Bydefault,thenumberofconcurrentthreadsisunlimited. * *
NOTE:Thisimplementationdoesnotreusethreads!Considera *thread-poolingTaskExecutorimplementationinstead,inparticularfor *executingalargenumberofshort-livedtasks. * *@authorJuergenHoeller *@since2.0 *@see#setConcurrencyLimit *@seeSyncTaskExecutor *@seeorg.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor *@seeorg.springframework.scheduling.commonj.WorkManagerTaskExecutor */ @SuppressWarnings("serial") publicclassSimpleAsyncTaskExecutorextendsCustomizableThreadCreatorimplementsAsyncListenableTaskExecutor,Serializable{ ...... }
也就是说来了一个请求,就会新建一个线程!大家使用spring的@Async时,要避开这个坑,自己再定义一个线程池。正例如下:
@Bean(name="threadPoolTaskExecutor") publicExecutorthreadPoolTaskExecutor(){ ThreadPoolTaskExecutorexecutor=newThreadPoolTaskExecutor(); executor.setCorePoolSize(5); executor.setMaxPoolSize(10); executor.setThreadNamePrefix("tianluo-%d"); //其他参数设置 returnnewThreadPoolTaskExecutor(); }
6. 使用线程池时,没有自定义命名
使用线程池时,如果没有给线程池一个有意义的名称,将不好排查回溯问题。这不算一个坑吧,只能说给以后排查埋坑 ,哈哈。我还是单独把它放出来算一个点,因为个人觉得这个还是比较重要的。反例如下:
publicclassThreadTest{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ ThreadPoolExecutorexecutorOne=newThreadPoolExecutor(5,5,1, TimeUnit.MINUTES,newArrayBlockingQueue(20)); executorOne.execute(()->{ System.out.println("关注:芋道源码"); thrownewNullPointerException(); }); } }
运行结果:
Exceptioninthread"pool-1-thread-1"java.lang.NullPointerException atcom.example.dto.ThreadTest.lambda$main$0(ThreadTest.java:17) atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149) atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624) atjava.lang.Thread.run(Thread.java:748)
可以发现,默认打印的线程池名字是pool-1-thread-1,如果排查问题起来,并不友好。因此建议大家给自己线程池自定义个容易识别的名字。其实用CustomizableThreadFactory即可,正例如下:
publicclassThreadTest{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ ThreadPoolExecutorexecutorOne=newThreadPoolExecutor(5,5,1, TimeUnit.MINUTES,newArrayBlockingQueue(20),newCustomizableThreadFactory("Tianluo-Thread-pool")); executorOne.execute(()->{ System.out.println("关注:芋道源码"); thrownewNullPointerException(); }); } }
7. 线程池参数设置不合理
线程池最容易出坑的地方,就是线程参数设置不合理。比如核心线程设置多少合理,最大线程池设置多少合理等等。当然,这块不是乱设置的,需要结合具体业务 。
比如线程池如何调优,如何确认最佳线程数?
最佳线程数目=((线程等待时间+线程CPU时间)/线程CPU时间)*CPU数目
我们的服务器CPU核数为8核,一个任务线程cpu耗时为20ms,线程等待(网络IO、磁盘IO)耗时80ms,那最佳线程数目:( 80 + 20 )/20 * 8 = 40。也就是设置 40个线程数最佳。
8. 线程池异常处理的坑
我们来看段代码:
publicclassThreadTest{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ ThreadPoolExecutorexecutorOne=newThreadPoolExecutor(5,5,1, TimeUnit.MINUTES,newArrayBlockingQueue(20),newCustomizableThreadFactory("Tianluo-Thread-pool")); for(inti=0;i< 5; i++) { executorOne.submit(()->{ System.out.println("currentthreadname"+Thread.currentThread().getName()); Objectobject=null; System.out.print("result#"+object.toString()); }); } } }
按道理,运行这块代码应该抛空指针异常 才是的,对吧。但是,运行结果却是这样的;
currentthreadnameTianluo-Thread-pool1 currentthreadnameTianluo-Thread-pool2 currentthreadnameTianluo-Thread-pool3 currentthreadnameTianluo-Thread-pool4 currentthreadnameTianluo-Thread-pool5
这是因为使用submit提交任务,不会把异常直接这样抛出来。大家有兴趣的话,可以去看看源码。可以改为execute方法执行,当然最好就是try...catch捕获,如下:
publicclassThreadTest{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ ThreadPoolExecutorexecutorOne=newThreadPoolExecutor(5,5,1, TimeUnit.MINUTES,newArrayBlockingQueue(20),newCustomizableThreadFactory("Tianluo-Thread-pool")); for(inti=0;i< 5; i++) { executorOne.submit(()->{ System.out.println("currentthreadname"+Thread.currentThread().getName()); try{ Objectobject=null; System.out.print("result#"+object.toString()); }catch(Exceptione){ System.out.println("异常了"+e); } }); } } }
其实,我们还可以为工作者线程设置UncaughtExceptionHandler,在uncaughtException方法中处理异常。大家知道这个坑就好啦。
9. 线程池使用完毕后,忘记关闭
如果线程池使用完,忘记关闭的话,有可能会导致内存泄露 问题。所以,大家使用完线程池后,记得关闭一下。同时,线程池最好也设计成单例模式,给它一个好的命名,以方便排查问题。
publicclassThreadTest{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ ThreadPoolExecutorexecutorOne=newThreadPoolExecutor(5,5,1, TimeUnit.MINUTES,newArrayBlockingQueue(20),newCustomizableThreadFactory("Tianluo-Thread-pool")); executorOne.execute(()->{ System.out.println("关注:芋道源码"); }); //关闭线程池 executorOne.shutdown(); } }
10. ThreadLocal与线程池搭配,线程复用,导致信息错乱。
使用ThreadLocal缓存信息,如果配合线程池一起,有可能出现信息错乱的情况。先看下一下例子:
privatestaticfinalThreadLocalcurrentUser=ThreadLocal.withInitial(()->null); @GetMapping("wrong") publicMapwrong(@RequestParam("userId")IntegeruserId){ //设置用户信息之前先查询一次ThreadLocal中的用户信息 Stringbefore=Thread.currentThread().getName()+":"+currentUser.get(); //设置用户信息到ThreadLocal currentUser.set(userId); //设置用户信息之后再查询一次ThreadLocal中的用户信息 Stringafter=Thread.currentThread().getName()+":"+currentUser.get(); //汇总输出两次查询结果 Mapresult=newHashMap(); result.put("before",before); result.put("after",after); returnresult; }
按理说,每次获取的before应该都是null,但是呢,程序运行在 Tomcat 中,执行程序的线程是Tomcat的工作线程,而Tomcat的工作线程是基于线程池 的。
线程池会重用固定的几个线程 ,一旦线程重用,那么很可能首次从 ThreadLocal 获取的值是之前其他用户的请求遗留的值。这时,ThreadLocal 中的用户信息就是其他用户的信息。
把tomcat的工作线程设置为1
server.tomcat.max-threads=1
用户1,请求过来,会有以下结果,符合预期:
用户2请求过来,会有以下结果,「不符合预期」:
因此,使用类似 ThreadLocal 工具来存放一些数据时,需要特别注意在代码运行完后,显式地去清空设置的数据,正例如下:
@GetMapping("right") publicMapright(@RequestParam("userId")IntegeruserId){ Stringbefore=Thread.currentThread().getName()+":"+currentUser.get(); currentUser.set(userId); try{ Stringafter=Thread.currentThread().getName()+":"+currentUser.get(); Mapresult=newHashMap(); result.put("before",before); result.put("after",after); returnresult; }finally{ //在finally代码块中删除ThreadLocal中的数据,确保数据不串 currentUser.remove(); } }
审核编辑:刘清
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原文标题:细数线程池的10个坑,面试线程不怕不怕啦
文章出处:【微信号:芋道源码,微信公众号:芋道源码】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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