springboot+线程池使用
# 一、什么是线程
线程，程序执行的最小执行单位，是行程中的实际运作单位，经常容易和进程这个概念混淆。那么，线程和进程究竟有什么区别呢？首先，进程是一个动态的过程，是一个活动的实体。简单来说，一个应用程序的运行就可以被看做是一个进程，而线程，是运行中的实际的任务执行者。可以说，进程中包含了多个可以同时运行的线程。
# 二、线程的生命周期
线程的生命周期可以利用以下的图解来更好的理解：
第一步，是用new Thread()的方法新建一个线程，在线程创建完成之后，线程就进入了就绪（Runnable）状态，此时创建出来的线程进入抢占CPU资源的状态，当线程抢到了CPU的执行权之后，线程就进入了运行状态（Running），当该线程的任务执行完成之后或者是非常态的调用的stop（）方法之后，线程就进入了死亡状态。而我们在图解中可以看出，线程还具有一个阻塞的过程，这是怎么回事呢？当面对以下几种情况的时候，容易造成线程阻塞，第一种，当线程主动调用了sleep（）方法时，线程会进入则阻塞状态，除此之外，当线程中主动调用了阻塞时的IO方法时，这个方法有一个返回参数，当参数返回之前，线程也会进入阻塞状态，还有一种情况，当线程进入正在等待某个通知时，会进入阻塞状态。那么，为什么会有阻塞状态出现呢？我们都知道,CPU的资源是十分宝贵的，所以，当线程正在进行某种不确定时长的任务时，Java就会收回CPU的执行权，从而合理应用CPU的资源。我们根据图可以看出，线程在阻塞过程结束之后，会重新进入就绪状态，重新抢夺CPU资源。这时候，我们可能会产生一个疑问，如何跳出阻塞过程呢?又以上几种可能造成线程阻塞的情况来看，都是存在一个时间限制的，当sleep()方法的睡眠时长过去后，线程就自动跳出了阻塞状态，第二种则是在返回了一个参数之后，在获取到了等待的通知时，就自动跳出了线程的阻塞过程
# 三、什么是单线程和多线程？
单线程，顾名思义即是只有一条线程在执行任务，这种情况在我们日常的工作学习中很少遇到，所以我们只是简单做一下了解
多线程，创建多条线程同时执行任务，这种方式在我们的日常生活中比较常见。但是，在多线程的使用过程中，还有许多需要我们了解的概念。比如，在理解上并行和并发的区别，以及在实际应用的过程中多线程的安全问题，对此，我们需要进行详细的了解。
并行和并发：在我们看来，都是可以同时执行多种任务，那么，到底他们二者有什么区别呢？
并发，从宏观方面来说，并发就是同时进行多种时间，实际上，这几种时间，并不是同时进行的，而是交替进行的，而由于CPU的运算速度非常的快，会造成我们的一种错觉，就是在同一时间内进行了多种事情
而并发，则是真正意义上的同时进行多种事情。这种只可以在多核CPU的基础下完成。
还有就是多线程的安全问题？为什么会造成多线程的安全问题呢？我们可以想象一下，如果多个线程同时执行一个任务，name意味着他们共享同一种资源，由于线程CPU的资源不一定可以被谁抢占到，这是，第一条线程先抢占到CPU资源，他刚刚进行了第一次操作，而此时第二条线程抢占到了CPU的资源，name，共享资源还来不及发生变化，就同时有两条数据使用了同一条资源，具体请参考多线程买票问题。这个问题我们应该如何解决那？
有造成问题的原因我们可以看出，这个问题主要的矛盾在于，CPU的使用权抢占和资源的共享发生了冲突，解决时，我们只需要让一条线程战歌了CPU的资源时，阻止第二条线程同时抢占CPU的执行权，在代码中，我们只需要在方法中使用同步代码块即可。在这里，同步代码块不多进行赘述，可以自行了解。
# 四，线程池
由以上介绍我们可以看出，在一个应用程序中，我们需要多次使用线程，也就意味着，我们需要多次创建并销毁线程。而创建并销毁线程的过程势必会消耗内存。而在Java中，内存资源是及其宝贵的，所以，我们就提出了线程池的概念。
线程池：Java中开辟出了一种管理线程的概念，这个概念叫做线程池，从概念以及应用场景中，我们可以看出，线程池的好处，就是可以方便的管理线程，也可以减少内存的消耗。
那么，我们应该如何创建一个线程池那?Java中已经提供了创建线程池的一个类：Executor
而我们创建时，一般使用它的子类：ThreadPoolExecutor
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
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这是其中最重要的一个构造方法，这个方法决定了创建出来的线程池的各种属性，下面依靠一张图来更好的理解线程池和这几个参数：
又图中，我们可以看出，线程池中的corePoolSize就是线程池中的核心线程数量，这几个核心线程，只是在没有用的时候，也不会被回收，maximumPoolSize就是线程池中可以容纳的最大线程的数量，而keepAliveTime，就是线程池中除了核心线程之外的其他的最长可以保留的时间，因为在线程池中，除了核心线程即使在无任务的情况下也不能被清除，其余的都是有存活时间的，意思就是非核心线程可以保留的最长的空闲时间，而util，就是计算这个时间的一个单位，workQueue，就是等待队列，任务可以储存在任务队列中等待被执行，执行的是FIFIO原则（先进先出）。threadFactory，就是创建线程的线程工厂，最后一个handler,是一种拒绝策略，我们可以在任务满了知乎，拒绝执行某些任务。
线程池的执行流程又是怎样的呢？
有图我们可以看出，任务进来时，首先执行判断，判断核心线程是否处于空闲状态，如果不是，核心线程就先就执行任务，如果核心线程已满，则判断任务队列是否有地方存放该任务，若果有，就将任务保存在任务队列中，等待执行，如果满了，在判断最大可容纳的线程数，如果没有超出这个数量，就开创非核心线程执行任务，如果超出了，就调用handler实现拒绝策略。
handler的拒绝策略：
有四种：
第一种AbortPolicy:不执行新任务，直接抛出异常，提示线程池已满，为默认策略
第二种DisCardPolicy:不执行新任务，也不抛出异常,抛弃新任务
第三种DisCardOldSetPolicy:将消息队列中的第一个任务替换为当前新进来的任务执行
第四种CallerRunsPolicy:直接调用execute来执行当前任务
# 五，四种常见的线程池：
CachedThreadPool:可缓存的线程池，该线程池中没有核心线程，非核心线程的数量为Integer.max_value，就是无限大，当有需要时创建线程来执行任务，没有需要时回收线程，适用于耗时少，任务量大的情况。
SecudleThreadPool:周期性执行任务的线程池，按照某种特定的计划执行线程中的任务，有核心线程，但也有非核心线程，非核心线程的大小也为无限大。适用于执行周期性的任务。
SingleThreadPool:只有一条线程来执行任务，适用于有顺序的任务的应用场景。
FixedThreadPool:定长的线程池，有核心线程，核心线程的即为最大的线程数量，没有非核心线程
# 六，线程池
# 1、配置
/**
* 线程池配置 https://juejin.cn/post/6844903584857849870
* 参考Ruoyi、JobTriggerPoolHelper的参数配置
* task.pool.corePoolSize=50
* task.pool.maxPoolSize=200
* task.pool.keepAliveSeconds=300
* task.pool.queueCapacity=1000
*
* @author zxp
* @date 2021/8/3 11:28
*/
@ConfigurationProperties(prefix = "task.pool")
@Data
public class TaskThreadPoolProperties {
//核心线程池大小
private Integer corePoolSize=50;
// 总线程数量=核心线程+非核心线程
private Integer maxPoolSize=100;
// 线程池维护线程所允许的空闲时间,超过这个时间，非核心线程就会回收
private Integer keepAliveSeconds=300;
//队列容量
private Integer queueCapacity=1000;
}
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# 2. execute(Runable)方法执行过程
如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maxPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maxPoolSize，那么通过handler所指定的策略来处理此任务。也就是：处理任务的优先级为：核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程 maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。
当线程池中的线程数量大于corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。
# 2、生成Executor线程池bean
# 3、整合spring原生线程池
实现AsyncConfigurer接口即可, 这里将2、3步一起进行
/**
* 参考文章 ：https://juejin.cn/post/6844903584857849870
* 原生(Spring)异步任务线程池装配类
* 实现 implements AsyncConfigurer，可以替换默认的线程池
* @author zxp
* @date 2021/8/3 11:32
*/
@Configuration
@EnableConfigurationProperties(TaskThreadPoolProperties.class)
@EnableAsync
@RequiredArgsConstructor
@Slf4j
public class MyThreadPoolConfig implements AsyncConfigurer {
private final TaskThreadPoolProperties config;
@Bean(name="threadPoolTaskExecutor")
@Override
public Executor getAsyncExecutor() {
ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
//核心线程池大小
executor.setCorePoolSize(config.getCorePoolSize());
//最大线程数
executor.setMaxPoolSize(config.getMaxPoolSize());
//队列容量
executor.setQueueCapacity(config.getQueueCapacity());
//活跃时间
executor.setKeepAliveSeconds(config.getKeepAliveSeconds());
//线程名字前缀
executor.setThreadNamePrefix("ZxpExecutor-");
// setRejectedExecutionHandler：当pool已经达到max size的时候，如何处理新任务
// CallerRunsPolicy：不在新线程中执行任务，而是由调用者所在的线程来执行
executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
executor.initialize();
return executor;
}
/**
* 执行周期性或定时任务
*/
@Bean(name = "scheduledExecutorService")
protected ScheduledExecutorService scheduledExecutorService()
{
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize,
new BasicThreadFactory.Builder().namingPattern("schedule-pool-%d").daemon(true).build())
{
@Override
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t)
{
super.afterExecute(r, t);
Threads.printException(r, t);
}
};
}
/**
* 异步任务中异常处理
* @return
*/
@Override
public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {
return new AsyncUncaughtExceptionHandler() {
@Override
public void handleUncaughtException(Throwable arg0, Method arg1, Object... arg2) {
log.error("======"+arg0.getMessage()+"=====", arg0);
log.error("exception method:"+arg1.getName());
}
};
}
}
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以上是架构形式的写法，需要将MyThreadPoolConfig配置到spring.factories文件里面
# 4、使用
@Component
@Slf4j
public class AsyncTask {
@Async("myTaskAsyncPool")
public void doTask1(int i) throws InterruptedException{
log.info("Task1"+i+" started.");
}
@Async
public void doTask2(int i) throws InterruptedException{
log.info("Task2-Native"+i+" started.");
}
}
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@Async和@EnableAsync要结合使用，才能发挥异步的效果
建议把所有带有@Async的方法都放到同一个类里，不然很容易出现循环依赖的问题
参考文章
springboot+线程池使用 - luck-monkey - 博客园 (cnblogs.com) (opens new window)