JAVA 自定義線程池的最大線程數設置方法
一:CPU密集型:
定義:CPU密集型也是指計算密集型,大部分時間用來做計算邏輯判斷等CPU動作的程序稱為CPU密集型任務。該類型的任務需要進行大量的計算,主要消耗CPU資源。 這種計算密集型任務雖然也可以用多任務完成,但是任務越多,花在任務切換的時間就越多,CPU執行任務的效率就越低,所以,要最高效地利用CPU,計算密集型任務同時進行的數量應當等于CPU的核心數。
特點:
01:CPU 使用率較高(也就是經常計算一些復雜的運算,邏輯處理等情況)非常多的情況下使用
02:針對單臺機器,最大線程數一般只需要設置為CPU核心數的線程個數就可以了
03:這一類型多出現在開發中的一些業務復雜計算和邏輯處理過程中。
代碼示例:
package pool;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class Demo02 { public static void main(String[] args) { //自定義線程池! 工作中只會使用 ThreadPoolExecutor /** * 最大線程該如何定義(線程池的最大的大小如何設置!) * 1、CPU 密集型,幾核,就是幾,可以保持CPU的效率最高! */ //獲取電腦CPU核數 System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors()); //8核 ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor( 2, //核心線程池大小 Runtime.getRuntime().availableProcessors(), //最大核心線程池大?。–PU密集型,根據CPU核數設置) 3, //超時了沒有人調用就會釋放 TimeUnit.SECONDS,//超時單位 new LinkedBlockingDeque<>(3), //阻塞隊列 Executors.defaultThreadFactory(), //線程工廠,創建線程的,一般不用動 new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); //銀行滿了,還有人進來,不處理這個人的,拋出異常 try { //最大承載數,Deque + Max (隊列線程數+最大線程數) //超出 拋出 RejectedExecutionException 異常 for (int i = 1; i <= 9; i++) { //使用了線程池之后,使用線程池來創建線程 threadPool.execute(()->{ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+' ok'); }); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { //線程池用完,程序結束,關閉線程池 threadPool.shutdown(); //(為確保關閉,將關閉方法放入到finally中) } }}
二:IO密集型:
定義:IO密集型任務指任務需要執行大量的IO操作,涉及到網絡、磁盤IO操作,對CPU消耗較少,其消耗的主要資源為IO。
我們所接觸到的 IO ,大致可以分成兩種:磁盤 IO和網絡 IO。
01:磁盤 IO ,大多都是一些針對磁盤的讀寫操作,最常見的就是文件的讀寫,假如你的數據庫、 Redis 也是在本地的話,那么這個也屬于磁盤 IO。
02:網絡 IO ,這個應該是大家更加熟悉的,我們會遇到各種網絡請求,比如 http 請求、遠程數據庫讀寫、遠程 Redis 讀寫等等。
IO 操作的特點就是需要等待,我們請求一些數據,由對方將數據寫入緩沖區,在這段時間中,需要讀取數據的線程根本無事可做,因此可以把 CPU 時間片讓出去,直到緩沖區寫滿。
既然這樣,IO 密集型任務其實就有很大的優化空間了(畢竟存在等待):
CPU 使用率較低,程序中會存在大量的 I/O 操作占用時間,導致線程空余時間很多,所以通常就需要開CPU核心數兩倍的線程。當線程進行 I/O 操作 CPU 空閑時,線程等待時間所占比例越高,就需要越多線程,啟用其他線程繼續使用 CPU,以此提高 CPU 的使用率;線程 CPU 時間所占比例越高,需要越少的線程,這一類型在開發中主要出現在一些計算業務頻繁的邏輯中。
代碼示例:
package pool;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class Demo02 { public static void main(String[] args) { //自定義線程池! 工作中只會使用 ThreadPoolExecutor /** * 最大線程該如何定義(線程池的最大的大小如何設置!) * 2、IO 密集型 >判斷你程序中十分耗IO的線程 * 程序 15個大型任務 io十分占用資源! (最大線程數設置為30) * 設置最大線程數為十分耗io資源線程個數的2倍 */ //獲取電腦CPU核數 System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors()); //8核 ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor( 2,//核心線程池大小 16, //若一個IO密集型程序有15個大型任務且其io十分占用資源?。ㄗ畲缶€程數設置為 2*CPU 數目) 3,//超時了沒有人調用就會釋放 TimeUnit.SECONDS, //超時單位 new LinkedBlockingDeque<>(3), //阻塞隊列 Executors.defaultThreadFactory(), //線程工廠,創建線程的,一般不用動 new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()); //隊列滿了,嘗試和最早的競爭,也不會拋出異常 try { //最大承載數,Deque + Max (隊列線程數+最大線程數) //超出 拋出 RejectedExecutionException 異常 for (int i = 1; i <= 9; i++) { //使用了線程池之后,使用線程池來創建線程 threadPool.execute(()->{ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+' ok'); }); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { //線程池用完,程序結束,關閉線程池 threadPool.shutdown(); //(為確保關閉,將關閉方法放入到finally中) } }}
接下來我們進行一一分析:
1:高并發、任務執行時間短的業務,線程池線程數可以設置為CPU核數+1,減少線程上下文的切換
2:并發不高、任務執行時間長的業務這就需要區分開看了:
a)假如是業務時間長集中在IO操作上,也就是IO密集型的任務,因為IO操作并不占用CPU,所以不要讓所有的CPU閑下來,可以適當加大線程池中的線程數目,讓CPU處理更多的業務
b)假如是業務時間長集中在計算操作上,也就是計算密集型任務,這個就沒辦法了,線程池中的線程數設置得少一些,減少線程上下文的切換
(其實從一二可以看出無論并發高不高,對于業務中是否是cpu密集還是I/O密集的判斷都是需要的當前前提是你需要優化性能的前提下)
3:并發高、業務執行時間長,解決這種類型任務的關鍵不在于線程池而在于整體架構的設計,看看這些業務里面某些數據是否能做緩存是第一步,我們的項目使用的時redis作為緩存(這類非關系型數據庫還是挺好的)。增加服務器是第二步(一般政府項目的首先,因為不用對項目技術做大改動,求一個穩,但前提是資金充足),至于線程池的設置,設置參考 2 。最后,業務執行時間長的問題,也可能需要分析一下,看看能不能使用中間件(任務時間過長的可以考慮拆分邏輯放入隊列等操作)對任務進行拆分和解耦。
三.:總結:
01:一個計算為主的程序(CPU密集型程序),多線程跑的時候,可以充分利用起所有的 CPU 核心數,比如說 8 個核心的CPU ,開8 個線程的時候,可以同時跑 8 個線程的運算任務,此時是最大效率。但是如果線程遠遠超出 CPU 核心數量,反而會使得任務效率下降,因為頻繁的切換線程也是要消耗時間的。因此對于 CPU 密集型的任務來說,線程數等于 CPU 數是最好的了。
02:如果是一個磁盤或網絡為主的程序(IO密集型程序),一個線程處在 IO 等待的時候,另一個線程還可以在 CPU 里面跑,有時候 CPU 閑著沒事干,所有的線程都在等著 IO,這時候他們就是同時的了,而單線程的話此時還是在一個一個等待的。我們都知道 IO 的速度比起 CPU 來是很慢的。此時線程數等于CPU核心數的兩倍是最佳的。
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