JAVA 自定义线程池的最大线程数设置方法
一:CPU密集型:
定义:CPU密集型也是指计算密集型,大部分时间用来做计算逻辑判断等CPU动作的程序称为CPU密集型任务。该类型的任务需要进行大量的计算,主要消耗CPU资源。 这种计算密集型任务虽然也可以用多任务完成,但是任务越多,花在任务切换的时间就越多,CPU执行任务的效率就越低,所以,要最高效地利用CPU,计算密集型任务同时进行的数量应当等于CPU的核心数。
特点:
01:CPU使用率较高(也就是经常计算一些复杂的运算,逻辑处理等情况)非常多的情况下使用
02:针对单台机器,最大线程数一般只需要设置为CPU核心数的线程个数就可以了
03:这一类型多出现在开发中的一些业务复杂计算和逻辑处理过程中。
代码示例:
packagepool; importjava.util.concurrent.Executors; importjava.util.concurrent.LinkedBlockingDeque; importjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; importjava.util.concurrent.TimeUnit; publicclassDemo02{ publicstaticvoidmain(String[]args){ //自定义线程池!工作中只会使用ThreadPoolExecutor /** *最大线程该如何定义(线程池的最大的大小如何设置!) *1、CPU密集型,几核,就是几,可以保持CPU的效率最高! */ //获取电脑CPU核数 System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());//8核 ThreadPoolExecutorthreadPool=newThreadPoolExecutor( 2,//核心线程池大小 Runtime.getRuntime().availableProcessors(),//最大核心线程池大小(CPU密集型,根据CPU核数设置) 3,//超时了没有人调用就会释放 TimeUnit.SECONDS,//超时单位 newLinkedBlockingDeque<>(3),//阻塞队列 Executors.defaultThreadFactory(),//线程工厂,创建线程的,一般不用动 newThreadPoolExecutor.AbortPolicy());//银行满了,还有人进来,不处理这个人的,抛出异常 try{ //最大承载数,Deque+Max(队列线程数+最大线程数) //超出抛出RejectedExecutionException异常 for(inti=1;i<=9;i++){ //使用了线程池之后,使用线程池来创建线程 threadPool.execute(()->{ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok"); }); } }catch(Exceptione){ e.printStackTrace(); }finally{ //线程池用完,程序结束,关闭线程池 threadPool.shutdown();//(为确保关闭,将关闭方法放入到finally中) } } }
二:IO密集型:
定义:IO密集型任务指任务需要执行大量的IO操作,涉及到网络、磁盘IO操作,对CPU消耗较少,其消耗的主要资源为IO。
我们所接触到的IO,大致可以分成两种:磁盘IO和网络IO。
01:磁盘IO,大多都是一些针对磁盘的读写操作,最常见的就是文件的读写,假如你的数据库、Redis也是在本地的话,那么这个也属于磁盘IO。
02:网络IO,这个应该是大家更加熟悉的,我们会遇到各种网络请求,比如http请求、远程数据库读写、远程Redis读写等等。
IO操作的特点就是需要等待,我们请求一些数据,由对方将数据写入缓冲区,在这段时间中,需要读取数据的线程根本无事可做,因此可以把CPU时间片让出去,直到缓冲区写满。
既然这样,IO密集型任务其实就有很大的优化空间了(毕竟存在等待):
CPU使用率较低,程序中会存在大量的I/O操作占用时间,导致线程空余时间很多,所以通常就需要开CPU核心数两倍的线程。当线程进行I/O操作CPU空闲时,线程等待时间所占比例越高,就需要越多线程,启用其他线程继续使用CPU,以此提高CPU的使用率;线程CPU时间所占比例越高,需要越少的线程,这一类型在开发中主要出现在一些计算业务频繁的逻辑中。
代码示例:
packagepool; importjava.util.concurrent.Executors; importjava.util.concurrent.LinkedBlockingDeque; importjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; importjava.util.concurrent.TimeUnit; publicclassDemo02{ publicstaticvoidmain(String[]args){ //自定义线程池!工作中只会使用ThreadPoolExecutor /** *最大线程该如何定义(线程池的最大的大小如何设置!) *2、IO密集型>判断你程序中十分耗IO的线程 *程序15个大型任务io十分占用资源!(最大线程数设置为30) *设置最大线程数为十分耗io资源线程个数的2倍 */ //获取电脑CPU核数 System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());//8核 ThreadPoolExecutorthreadPool=newThreadPoolExecutor( 2,//核心线程池大小 16,//若一个IO密集型程序有15个大型任务且其io十分占用资源!(最大线程数设置为2*CPU数目) 3,//超时了没有人调用就会释放 TimeUnit.SECONDS,//超时单位 newLinkedBlockingDeque<>(3),//阻塞队列 Executors.defaultThreadFactory(),//线程工厂,创建线程的,一般不用动 newThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());//队列满了,尝试和最早的竞争,也不会抛出异常 try{ //最大承载数,Deque+Max(队列线程数+最大线程数) //超出抛出RejectedExecutionException异常 for(inti=1;i<=9;i++){ //使用了线程池之后,使用线程池来创建线程 threadPool.execute(()->{ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok"); }); } }catch(Exceptione){ e.printStackTrace(); }finally{ //线程池用完,程序结束,关闭线程池 threadPool.shutdown();//(为确保关闭,将关闭方法放入到finally中) } } }
接下来我们进行一一分析:
1:高并发、任务执行时间短的业务,线程池线程数可以设置为CPU核数+1,减少线程上下文的切换
2:并发不高、任务执行时间长的业务这就需要区分开看了:
a)假如是业务时间长集中在IO操作上,也就是IO密集型的任务,因为IO操作并不占用CPU,所以不要让所有的CPU闲下来,可以适当加大线程池中的线程数目,让CPU处理更多的业务
b)假如是业务时间长集中在计算操作上,也就是计算密集型任务,这个就没办法了,线程池中的线程数设置得少一些,减少线程上下文的切换
(其实从一二可以看出无论并发高不高,对于业务中是否是cpu密集还是I/O密集的判断都是需要的当前前提是你需要优化性能的前提下)
3:并发高、业务执行时间长,解决这种类型任务的关键不在于线程池而在于整体架构的设计,看看这些业务里面某些数据是否能做缓存是第一步,我们的项目使用的时redis作为缓存(这类非关系型数据库还是挺好的)。增加服务器是第二步(一般政府项目的首先,因为不用对项目技术做大改动,求一个稳,但前提是资金充足),至于线程池的设置,设置参考2。最后,业务执行时间长的问题,也可能需要分析一下,看看能不能使用中间件(任务时间过长的可以考虑拆分逻辑放入队列等操作)对任务进行拆分和解耦。
三.:总结:
01:一个计算为主的程序(CPU密集型程序),多线程跑的时候,可以充分利用起所有的CPU核心数,比如说8个核心的CPU,开8个线程的时候,可以同时跑8个线程的运算任务,此时是最大效率。但是如果线程远远超出CPU核心数量,反而会使得任务效率下降,因为频繁的切换线程也是要消耗时间的。因此对于CPU密集型的任务来说,线程数等于CPU数是最好的了。
02:如果是一个磁盘或网络为主的程序(IO密集型程序),一个线程处在IO等待的时候,另一个线程还可以在CPU里面跑,有时候CPU闲着没事干,所有的线程都在等着IO,这时候他们就是同时的了,而单线程的话此时还是在一个一个等待的。我们都知道IO的速度比起CPU来是很慢的。此时线程数等于CPU核心数的两倍是最佳的。
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