Spring多線程的使用以及問題詳解

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前言

由於本周大部分時間都在寫原型，主要遇到的問題就是對實際功能理解不準確導致多次修改原型浪費瞭很多時間，這也就告訴我們一定要明確實際要求再去下手。

因為之前會議中也多次提到瞭線程，而我本人對線程沒有什麼理解於是便有瞭以下文章。

為什麼使用多線程

在我們開發系統過程中，經常會處理一些費時間的任務（如：向數據庫中插入大量數據），這個時候就就需要使用多線程。

Springboot中是否對多線程方法進行瞭封裝

是，Spring中可直接由@Async實現多線程操作

如何控制線程運行中的各項參數

通過配置線程池。

線程池ThreadPoolExecutor執行規則如下

然後我們來認為構造一個線程池來試一下：

@Configuration
@EnableAsync
public class ThreadPoolConfig implements AsyncConfigurer {
  /**
   * 核心線程池大小
   */
  private static final int CORE_POOL_SIZE = 3;

  /**
   * 最大可創建的線程數
   */
  private static final int MAX_POOL_SIZE = 10;

  /**
   * 隊列最大長度
   */
  private static final int QUEUE_CAPACITY = 10;

  /**
   * 線程池維護線程所允許的空閑時間
   */
  private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 300;

  /**
   * 異步執行方法線程池
   *
   * @return
   */
  @Override
  @Bean
  public Executor getAsyncExecutor() {
    ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
    executor.setMaxPoolSize(MAX_POOL_SIZE);
    executor.setCorePoolSize(CORE_POOL_SIZE);
    executor.setQueueCapacity(QUEUE_CAPACITY);
    executor.setKeepAliveSeconds(KEEP_ALIVE_SECONDS);
    executor.setThreadNamePrefix("LiMingTest");
    // 線程池對拒絕任務(無線程可用)的處理策略
    executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
    executor.initialize();
    return executor;
  }
}

ThreadPoolExecutor是JDK中的線程池實現，這個類實現瞭一個線程池需要的各個方法，它提供瞭任務提交、線程管理、監控等方法。

corePoolSize：核心線程數

線程池維護的最小線程數量，默認情況下核心線程創建後不會被回收（註意：設置allowCoreThreadTimeout=true後，空閑的核心線程超過存活時間也會被回收）。

大於核心線程數的線程，在空閑時間超過keepAliveTime後會被回收。

maximumPoolSize：最大線程數

線程池允許創建的最大線程數量。

當添加一個任務時，核心線程數已滿，線程池還沒達到最大線程數，並且沒有空閑線程，工作隊列已滿的情況下，創建一個新線程，然後從工作隊列的頭部取出一個任務交由新線程來處理，而將剛提交的任務放入工作隊列尾部。

keepAliveTime：空閑線程存活時間

當一個可被回收的線程的空閑時間大於keepAliveTime，就會被回收。

被回收的線程：

設置allowCoreThreadTimeout=true的核心線程。
大於核心線程數的線程（非核心線程）。

workQueue：工作隊列

新任務被提交後，如果核心線程數已滿則會先添加到工作隊列，任務調度時再從隊列中取出任務。工作隊列實現瞭BlockingQueue接口。

handler：拒絕策略

當線程池線程數已滿，並且工作隊列達到限制，新提交的任務使用拒絕策略處理。可以自定義拒絕策略，拒絕策略需要實現RejectedExecutionHandler接口。

JDK默認的拒絕策略有四種：

AbortPolicy：丟棄任務並拋出RejectedExecutionException異常。
DiscardPolicy：丟棄任務，但是不拋出異常。可能導致無法發現系統的異常狀態。
DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，然後重新提交被拒絕的任務。
CallerRunsPolicy：由調用線程處理該任務。

我們在非測試文件中直接使用new Thread創建新線程時編譯器會發出警告:

不要顯式創建線程，請使用線程池。
說明：使用線程池的好處是減少在創建和銷毀線程上所花的時間以及系統資源的開銷，解決資源不足的問題。如果不使用線程池，有可能造成系統創建大量同類線程而導致消耗完內存或者“過度切換”的問題

public class TestServiceImpl implements TestService {
  private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(TestServiceImpl.class);
  @Override
  public void task(int i) {
      logger.info("任務: "+i);
  }
}
@Autowired
  TestService testService;
  @Test
  public void test() {
    for (int i = 0; i < 50; i++) {
      testService.task(i);
    }

我們可以看到一切執行正常；

之後我有對線程進行瞭一些測試：

class TestServiceImplTest {
  @Test
  public void test() {
    Thread add = new AddThread();
    Thread dec = new DecThread();
    add.start();
    dec.start();
    add.join();
    dec.join();
    System.out.println(Counter.count);
  }

  static class Counter {
    public static int count = 0;
  }

  class AddThread extends Thread {
    public void run() {
      for (int i=0; i<10000; i++) { Counter.count += 1; }
    }
  }

  class DecThread extends Thread {
    public void run() {
      for (int i=0; i<10000; i++) { Counter.count -= 1; }
    }
  }

一個自增線程，一個自減線程，對0進行同樣次數的操作，理應結果仍然為零，但是執行結果卻每次都不同。

經過搜索之後發現對變量進行讀取和寫入時，結果要正確，必須保證是原子操作。原子操作是指不能被中斷的一個或一系列操作。

例如，對於語句： n +=1; 看似隻有一行語句卻包括瞭3條指令：

讀取n, n+1, 存儲n;

比如有以下兩個進程同時對10進行加1操作

這說明多線程模型下，要保證邏輯正確，對共享變量進行讀寫時，必須保證一組指令以原子方式執行：即某一個線程執行時，其他線程必須等待。

static class Counter {
    public static final Object lock = new Object();//每個線程都需獲得鎖才能執行
    public static int count = 0;
  }

  class AddThread extends Thread {
    public void run() {
      for (int i=0; i<10000; i++) {
        synchronized(Counter.lock) { static class Counter {
    public static final Object lock = new Object();
    public static int count = 0;
  }

  class DecThread extends Thread {
    public void run() {
      for (int i=0; i<10000; i++) {
        synchronized(Counter.lock) {
          Counter.count -= 1;
        }
      }
    }
  }

值得註意的是每個類可以設置多個鎖，如果線程獲取的不是同一個鎖則無法起到上述功能；

springBoot中也定義瞭很多類型的鎖，在此就不一一說明瞭，我們目前能做到的就是註意項目中的異步操作，觀察操作所使用的線程，做到在以後項目中遇到此類問題時能及時發現問題，解決問題。

總結

到此這篇關於Spring多線程的使用及問題的文章就介紹到這瞭,更多相關Spring多線程使用內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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