使用自定义FutureTask实现大小不固定的定时线程池

在使用定时任务执行线程池ScheduledThreadPoolExecutor时,在相应的定义中,只需要通过coreSize来定义1个大小固定的线程池,并且在其具体的定义中,因为队列长度是无限的,因此maxSize实际上也没有任何作用。其问题在于,如果coreSize定义过大,则会造成线程池中大量的空闲线程,实际上没有任务可作.

如定义1个coreSize为10的定时线程池,即使只周期性的执行1个任务,在一段时间之后,其池中的执行线程会逐渐增多,直到达到coreSize上限. 并且由于定时调度的原因,不能设置 allowCoreThreadTimeOut, 此设置会导致定时的任务因为无线程可用而不会触发,原因在于任务的定时是通过执行线程的takeTask操作被动触发的。

本文通过一个单线程定时线程池和一个额外的普通的ExecutorService进行协作,定时线程池只负责调度,而具体的执行则交给执行线程池来处理。而执行线程池的线程本身是可以设置或处理达到线程数可调节。通过2个线程池之间进行协作,完成调度完成。

同时,本实现也将专门处理 scheduleWithFixedDelay 或 scheduleWithFixedDelay 中的延时处理,保证任务必须在前1个任务执行完成之后才处理下一个任务,而避免简单调度中可能产生同1个任务由于执行超时出现并行执行的问题.

本文将定义定时线程池称之为 defineScheduledExecutor,类型为ScheduledThreadPoolExecutor; 实际执行线程池称之为 realExecutor,类型为 ExecutorService

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实现优先使用运行线程及调整线程数大小的线程池

当前在JDK中默认使用的线程池 ThreadPoolExecutor,在具体使用场景中,有以下几个缺点

  1. core线程一般不会timeOut
  2. 新任务提交时,如果工作线程数小于 coreSize,会自动先创建线程,即使当前工作线程已经空闲,这样会造成空闲线程浪费
  3. 设置的maxSize参数只有在队列满之后,才会生效,而默认情况下容器队列会很大(比如1000)

如一个coreSize为10,maxSize为100,队列长度为1000的线程池,在运行一段时间之后的效果会是以下2个效果:

  1. 系统空闲时,线程池中始终保持10个线程不变,有一部分线程在执行任务,另一部分线程一直wait中(即使设置allowCoreThreadTimeOut)
  2. 系统繁忙时,线程池中线程仍然为10个,但队列中有还没有执行的任务(不超过1000),存在任务堆积现象

本文将描述一下简单版本的线程池,参考于 Tomcat ThreadPoolExecutor, 实现以下3个目标

  1. 新任务提交时,如果有空闲线程,直接让空闲线程执行任务,而非创建新线程
  2. 如果coreSize满了,并且线程数没有超过maxSize,则优先创建线程,而不是放入队列
  3. 其它规则与ThreadPoolExecutor一致,如 timeOut机制
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一种在线程池中透传或继承ThreadLocal信息的方法

在实际的业务代码中,经常会使用到 ThreadLocal 用于跨业务代码 来获取在上游设置的值。比如,在spring mvc中 spring web mvc 中通过 RequestContextHolder 设置 HttpServletRequest,业务代码则可以在 controller 或者是 service中 通过 RequestContextHolder#getRequestAttributes 获取相应的对象. 但这种方法有一个限制,即 setValue 和 getValue 的代码必须在同一个线程内. 当然,这也是属于通过 ThreadLocal 来避免竞争的一种手法.

针对之前已经可以工作的代码,如果将相应的业务代码 迁移至一个新的线程池中运行,即封装为 1个 runnable 对象,那么相应的代码即不能正确地工作了。

如下参考所示

ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>();
local.set("value1");

//打印 获取->value1
System.out.println("获取->" + local.get());

Runnable runnable = () -> {
    System.out.println("获取->" + local.get());
};
//打印 获取->null
new Thread(runnable).start();

上面的 sout 可以是任意1个业务上的 method 调用。仅仅是将 method调用 转由新线程来运行,相应的业务逻辑即不能正常工作。 至于这里将调用转由新线程来运行,可以有很多的场景。如 支持 timedout 调用(利用future.get(timed))。

本文通过反射调用读取当前Thread的信息,将值注入到新线程中的threadLocal中,以达到透传threadLocal的目的。不需要修改任何业务代码,也不需要使用InheritableThreadLocal(此类也并不用于当前场景)

主要的实现基于以下步骤

  • 提前提取当前线程ThreadLocal变量值
  • 执行时复制至新线程中
  • 执行结束之后删除未变化值

本文中的代码均基于反射调用,需要打开相应的 Accessible 属性.

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使用FeignClient进行服务调用时的各类错误列表及快速定位

基于spring cloud 体系的微服务,服务间调用默认使用 openFeign 进行调用,但是由于源码本身的问题。针对于在调用时出现的各类信息,并没有分门别类的错误描述。当业务需要针对不同的错误进行处理时,就不能简单的通过FeignException来进行区分。笔者通过整理服务间调用时的各类异常堆栈及列表。分别列出相应的错误列表及触发时堆栈,以方便后续分别进行业务判断和处理

本应用基于ribbon进行服务查找,使用spring-cloud open-feign, 没有使用retry机制, 底层使用feign-okhttp, 因此,如果有异常与下列堆栈不一致时,请检查是否一致. 

版本: openFeign: 9.7.0, netflix ribbon: 2.2.5,  okhttp3: 3.8.1

总共的异常列表如下所示

  • 无服务时异常
  • 有服务但连接失败
  • 调用中网络错误读取数据超时
  • 响应4xx错误码
  • 响应5xx错误码
  • 解析结果错误(json反序列化失败)
  • 解析结果错误(无converter)

所有的异常触发类均由类 SynchronousMethodHandler 触发,但作用行不一样.
以下异常栈从原始cause,依次往下。如 cause1为 root cause, 最下层为业务层接收到的异常

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在基于spring体系的业务中正确地关闭线程池

在业务代码中,特别是基于spring体系的代码中,均会使用线程池进行一些操作,比如异步处理消息,定时任务,以及一些需要与当前业务分离开的操作等。常规情况下,使用spring体系的TaskExecutor或者是自己定义ExecutorService,均可以正常地完成相应的操作。不论是定义一个spring bean,或者是使用 static Thread工具类均是能满足条件。

但是,如果需要正常地关闭spring容器时,这些线程池就不一定能够按照预期地关闭了。结果就是,当使用代码 context.close() 时,期望进程会正常地退出,但实际上进程并不会退出掉.原因就在于这些线程池中还在运行的线程。
本文描述了在基于spring boot的项目中,如何正确地配置线程池,以保证线程池能够正确的在整个spring容器周期内运行,并且在容器正常关闭时能够一并退出掉.

  • 定义bean时添加destroyMethod方法或相应生命周期方法
  • 设置线程池中线程为daemon
  • 为每个线程池正确地命名及使用ThreadFactory
  • 丢弃不再需要的周期性任务
  • 监听ContextClosedEvent,触发额外操作
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Spring Boot中多个application配置文件在属性覆盖时List和Map的不同处理行为

在spring boot 项目中,经常会使用profile来控制不同环境的属性设置及覆盖行为,即通过高优先级的配置文件来覆盖默认的属性,以达到测试/生产环境配置生效的目的. 常规的字符串,bean属性在覆盖时均会通过标准的merge覆盖过程,达到优先查找高优先级的配置文件,如果存在,则使用此值,并且不再继续继续处理.

但如果一个属性为List或Map属性,更或者List,Map中的值对象更是一个复杂类型时,其处理过程就比较麻烦。详见

https://github.com/spring-projects/spring-boot/issues/4313
https://github.com/spring-projects/spring-boot/issues/9137

为处理此问题,最终spring boot标准化了针对List或Map类型的处理规则。详见:

https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/spring-boot-features.html#boot-features-external-config-complex-type-merge

本文为翻译原文配置中的信息

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