springboot為非同步任務規劃自定義執行緒池的實現

2022-06-14 10:01:27

一、Spring Boot任務執行緒池

執行緒池的作用

防止資源佔用無限的擴張
呼叫過程省去資源的建立和銷燬所佔用的時間

在高並行環境下，不斷的分配新資源，可能導致系統資源耗盡。所以為了避免這個問題，我們為非同步任務規劃一個執行緒池。當然，如果沒有設定執行緒池的話，springboot會自動設定一個ThreadPoolTaskExecutor 執行緒池到bean當中。

# 核心執行緒數
spring.task.execution.pool.core-size=8  
# 最大執行緒數
spring.task.execution.pool.max-size=16
# 空閒執行緒存活時間
spring.task.execution.pool.keep-alive=60s
# 是否允許核心執行緒超時
spring.task.execution.pool.allow-core-thread-timeout=true
# 執行緒佇列數量
spring.task.execution.pool.queue-capacity=100
# 執行緒關閉等待
spring.task.execution.shutdown.await-termination=false
spring.task.execution.shutdown.await-termination-period=
# 執行緒名稱字首
spring.task.execution.thread-name-prefix=task-

在springboot組態檔中加入上面的設定，即可實現ThreadPoolTaskExecutor 執行緒池。

二、自定義執行緒池

有的時候，我們希望將系統內的一類任務放到一個執行緒池，另一類任務放到另外一個執行緒池，所以使用Spring Boot自帶的任務執行緒池就捉襟見肘了。下面介紹自定義執行緒池的方法。

建立一個執行緒池設定類 TaskConfiguration ，並設定一個任務執行緒池物件 taskExecutor。

@Configuration
public class TaskConfiguration {
    @Bean("taskExecutor")
    public Executor taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(10);
        executor.setMaxPoolSize(20);
        executor.setQueueCapacity(200);
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        executor.setThreadNamePrefix("taskExecutor-");
        executor.setRejectedExecutionHandler(new CallerRunsPolicy());
        return executor;
    }
}

上面我們通過使用 ThreadPoolTaskExecutor 建立了一個執行緒池，同時設定了以下這些引數：

執行緒池屬性	屬性的作用	上文程式碼設定初始值
核心執行緒數CorePoolSize	執行緒池建立時候初始化的執行緒數，最小執行緒數	10
最大執行緒數MaxPoolSize	執行緒池最大的執行緒數，只有在緩衝佇列滿了之後，才會申請超過核心執行緒數的執行緒	20
緩衝任務佇列QueueCapacity	用來緩衝執行任務的佇列	200
允許執行緒的空閒時間KeepAliveSeconds	超過了核心執行緒之外的執行緒，在空閒時間到達之後，沒活幹的執行緒會被銷燬	60秒
執行緒池名的字首 ThreadNamePrefix	可以用於定位處理任務所在的執行緒池	taskExecutor-
執行緒池對任務的Reject策略RejectedExecutionHandler	當執行緒池執行飽和，或者執行緒池處於shutdown臨界狀態時，用來拒絕一個任務的執行	CallerRunsPolicy

Reject策略預定義有四種：

AbortPolicy，用於被拒絕任務的處理程式，它將丟擲RejectedExecutionException。
CallerRunsPolicy，用於被拒絕任務的處理程式，它直接在execute方法的呼叫執行緒中執行被拒絕的任務。
DiscardOldestPolicy，用於被拒絕任務的處理程式，它放棄最舊的未處理請求，然後重試execute。
DiscardPolicy，用於被拒絕任務的處理程式，預設情況下它將丟棄被拒絕的任務。

建立 AsyncExecutorTask類，三個任務的設定和 AsyncTask 一樣，不同的是 @Async 註解需要指定前面設定的執行緒池的名稱 taskExecutor。

@Component
public class AsyncExecutorTask extends AbstractTask {
    @Async("taskExecutor")
    public Future<String> doTaskOneCallback() throws Exception {
        super.doTaskOne();
        System.out.println("任務一，當前執行緒：" + Thread.currentThread().getName());
        return new AsyncResult<>("任務一完成");
    }

    @Async("taskExecutor")
    public Future<String> doTaskTwoCallback() throws Exception {
        super.doTaskTwo();
        System.out.println("任務二，當前執行緒：" + Thread.currentThread().getName());
        return new AsyncResult<>("任務二完成");
    }

    @Async("taskExecutor")
    public Future<String> doTaskThreeCallback() throws Exception {
        super.doTaskThree();
        System.out.println("任務三，當前執行緒：" + Thread.currentThread().getName());
        return new AsyncResult<>("任務三完成");
    }
}

在單元測試用例中，注入 AsyncExecutorTask 物件，並在測試用例中執行 doTaskOne()，doTaskTwo()，doTaskThree() 三個方法。

@SpringBootTest
public class AsyncExecutorTaskTest {
    @Autowired
    private AsyncExecutorTask task;

    @Test
    public void testAsyncExecutorTask() throws Exception {
        task.doTaskOneCallback();
        task.doTaskTwoCallback();
        task.doTaskThreeCallback();

        sleep(30 * 1000L);
    }
}

執行一下上述的單元測試，可以看到如下結果：

開始做任務一
開始做任務三
開始做任務二
完成任務二，耗時：3905毫秒
任務二，當前執行緒：taskExecutor-2
完成任務一，耗時：6184毫秒
任務一，當前執行緒：taskExecutor-1
完成任務三，耗時：9737毫秒
任務三，當前執行緒：taskExecutor-3

執行上面的單元測試，觀察到任務執行緒池的執行緒池名的字首被列印，說明執行緒池成功執行非同步任務！

三、優雅地關閉執行緒池

由於在應用關閉的時候非同步任務還在執行，導致類似資料庫連線池這樣的物件一併被銷燬了，當非同步任務中對資料庫進行操作就會出錯。

解決方案如下，重新設定執行緒池設定物件，新增執行緒池 setWaitForTasksToCompleteOnShutdown() 和 setAwaitTerminationSeconds() 設定：

@Bean("taskExecutor")
public Executor taskExecutor() {
    ThreadPoolTaskScheduler executor = new ThreadPoolTaskScheduler();
    executor.setPoolSize(20);
    executor.setThreadNamePrefix("taskExecutor-");
    executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
    executor.setAwaitTerminationSeconds(60);
    return executor;
}

setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true): 該方法用來設定執行緒池關閉的時候等待所有任務都完成後，再繼續銷燬其他的 Bean，這樣這些非同步任務的銷燬就會先於資料庫連線池物件的銷燬。
setAwaitTerminationSeconds(60): 該方法用來設定執行緒池中任務的等待時間，如果超過這個時間還沒有銷燬就強制銷燬，以確保應用最後能夠被關閉，而不是阻塞住。

非同步任務** 的銷燬就會先於資料庫連線池物件的銷燬。

setAwaitTerminationSeconds(60): 該方法用來設定執行緒池中任務的等待時間，如果超過這個時間還沒有銷燬就強制銷燬，以確保應用最後能夠被關閉，而不是阻塞住。

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springboot為非同步任務規劃自定義執行緒池的實現

目錄

一、Spring Boot任務執行緒池

二、自定義執行緒池

三、優雅地關閉執行緒池

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