部落格

  • 中國正考慮降低電動汽車進口關稅

    據中新網報道,中國政府正考慮進行電動汽車稅收改革。中國政府官員日前會見特斯拉(Tesla)首席執行官馬斯克(Musk Elon),均表示中國將支持電動汽車產業。

    科技部部長萬鋼在北京會見馬斯克時表示,中國政府正在考慮電動汽車在稅收方面的改革,比如在進口關稅方面會有別於傳統汽車的進口,但具體細則現在還在制定之中。

    工業和信息化部部長苗圩會見馬斯克時則表示,中國政府高度重視新能源汽車產業的發展,希望特斯拉公司發揮自身優勢,不斷創新,加強與中國企業的合作。

    他同時指出,中國政府正在制定政策,幫助像特斯拉一樣的企業進入中國,促進電動汽車產業在中國的發展。

    馬斯克亦表示,特斯拉公司非常重視中國市場,願加強與中國企業的合作。特斯拉已經在北京與上海建設充電站,電力來源為光伏與電網的結合,可實現24小時不間斷充電。」特斯拉未來還計畫建立超級充電網路。

    本站聲明:網站內容來源於EnergyTrend https://www.energytrend.com.tw/ev/,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

    【其他文章推薦】

    網頁設計一頭霧水該從何著手呢? 台北網頁設計公司幫您輕鬆架站!

    網頁設計公司推薦不同的風格,搶佔消費者視覺第一線

    ※想知道購買電動車哪裡補助最多?台中電動車補助資訊懶人包彙整

    南投搬家公司費用,距離,噸數怎麼算?達人教你簡易估價知識!

    ※教你寫出一流的銷售文案?

    ※超省錢租車方案

  • 特斯拉與阿里及租車公司合作 方便中國民眾購買電動車

    電動汽車大廠特斯拉(Tesla)日前分別與阿里巴巴旗下支付寶及一嗨租車合作,中國大陸客戶不僅可用支付寶訂車付款,還可以租用特斯拉的電動車。首批兩輛Model S電動車已經正式交付,下一批將會在5月份到達。

    除了阿里巴巴與一嗨租車搶著與特斯拉合作,電信巨頭之一的中國聯通日前也傳出與特斯拉中國合作的消息,將由聯通為特斯拉的電動車提供車載資訊服務。

    其實電動車在大陸已經銷售多年,長城、比亞迪等大陸本土車廠都有製造電動汽車,但整體銷量始終未見起色。特斯拉卻在大陸獲得了超高人氣。

    根據中國汽車工業協會的統計,2013年全國的純電動車銷量只有14,604輛,僅占全年汽車銷量的不到1%。此外,在大陸的電動車銷售業績中,大多屬於商用載客或公務車輛,民眾主動購買的純電動車數量相當稀少。

    特斯拉去年全年銷售了23,500輛電動汽車。特斯拉創辦人Elon Musk日前表示,預估今年公司在全球的銷量將超過30,000輛,其中有5,000輛會來自大陸市場。該公司更計畫在大陸設立超級充電站與電動車產線。

    本站聲明:網站內容來源於EnergyTrend https://www.energytrend.com.tw/ev/,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

    【其他文章推薦】

    網頁設計一頭霧水該從何著手呢? 台北網頁設計公司幫您輕鬆架站!

    網頁設計公司推薦不同的風格,搶佔消費者視覺第一線

    ※Google地圖已可更新顯示潭子電動車充電站設置地點!!

    ※廣告預算用在刀口上,台北網頁設計公司幫您達到更多曝光效益

    ※別再煩惱如何寫文案,掌握八大原則!

  • 比亞迪交付首部於美國工廠生產的純電動大巴

    據中新社報導,昨(28)日,比亞迪(BYD)首部在美國蘭卡斯特電動汽車工廠組裝制造的電動大巴車下線並交付使用。該工廠是美國首個中國獨資的清潔能源汽車工廠,於去年5月在加州南部城市蘭卡斯特落成。

    新生產的電動大巴整車長12米,最多可以乘坐60名乘客,續航裏程155英裏(約250公裏),充電時間需3-5個小時。

    加州州長傑瑞-布朗表示,比亞迪的清潔能源大巴為加州環境向好發展以及中美經貿合作發展起到了良好的促進作用。

    盡管比亞迪開拓美國市場的過程並非一帆風順,但在加州各級政府和合作夥伴的共同努力下,比亞迪成功生產出首輛美國本土制造、無污染、零排放、全電動的大巴。

    這不僅有利于創造就業,促進經濟增長,造福當地社區及加州,同時也樹立起了中國投資者的良好形象,有利于進一步增強中國投資者對于加州的投資信心。

    中國駐洛杉磯總領館卞立新代總領事表示,當前,中美關係進入了一個新的發展時期,經貿合作已成為兩國關係的最大亮點。據統計,去年來南加州投資的中國企業比前一年增長76%。

    本站聲明:網站內容來源於EnergyTrend https://www.energytrend.com.tw/ev/,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

    【其他文章推薦】

    網頁設計公司推薦不同的風格,搶佔消費者視覺第一線

    ※廣告預算用在刀口上,台北網頁設計公司幫您達到更多曝光效益

    ※自行創業缺乏曝光? 網頁設計幫您第一時間規劃公司的形象門面

    南投搬家公司費用需注意的眉眉角角,別等搬了再說!

    新北清潔公司,居家、辦公、裝潢細清專業服務

    ※教你寫出一流的銷售文案?

  • 明年京港澳高速全線將建成電動汽車充電服務區

    據新華社報導,中國大陸湖北省即將啟動京港澳高速湖北段電動汽車快速充電設施建設。到2015年,京港澳高速公路全線將建成智慧充電服務區,屆時電動汽車可從北京開到香港。

    全長2285公里的京港澳高速是中國南北交通大動脈。從今年起,國家電網公司將在京港澳高速北京至湖南段全長1500公里內,平均每38公里建設一對電動汽車智慧充電服務區,並將聯合南方電網公司和社會資本在2015年實現全線覆蓋。

    目前,按照國家電網統一部署,湖北省電力公司已與湖北省交通投資有限公司對接,雙方將於近期簽署戰略合作協議,儘快啟動湖北高速公路沿線充電網路建設。

    據瞭解,在京港澳高速湖北段,每個快充站將部署4臺120千瓦分體式充電機,可同時供8臺電動車充電,一般只需20分鐘即可充電80%,可提供150至200公里續航里程。

    按照國家電網公司智慧充換電網路發展規劃,2020年將全面建成以「四縱四橫」(四縱:沈海、京滬、京臺、京港澳,四橫:青銀、連霍、滬蓉、滬昆)為支撐的、覆蓋國家電網公司經營區內所有示範城市的城際快充網路。

    本站聲明:網站內容來源於EnergyTrend https://www.energytrend.com.tw/ev/,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

    【其他文章推薦】

    ※自行創業缺乏曝光? 網頁設計幫您第一時間規劃公司的形象門面

    網頁設計一頭霧水該從何著手呢? 台北網頁設計公司幫您輕鬆架站!

    ※想知道最厲害的網頁設計公司"嚨底家"!

    ※幫你省時又省力,新北清潔一流服務好口碑

    ※別再煩惱如何寫文案,掌握八大原則!

  • Model S需求來到高原區 面臨BMW電動車威脅

    Model S需求來到高原區 面臨BMW電動車威脅

    巴克萊銀行6日發表分析報告指出,以特斯拉目前當紅的電動轎車「Model S」在美國、挪威的需求都逐漸來到高原區的情況來看,該公司未來恐怕會面臨愈來愈多風險,尤其是將面臨來自德國知名車商BMW即將出款的電動車的威脅。

    本週稍晚,BMW計劃在加州聖莫尼卡(Santa Monica)的法說會上發表插電式混合動力跑車「i8」。除了i8之外,BMW已推出了另一款電動轎車「i3」。根據報告,BMW的i系列車款不但顛覆了動力工程學的傳統概念,對車體設計、配送系統以及品牌形象也有全新理念。此外,BMW在整個製造過程中對續航力也特別重視。

    BMW的i8售價為136,000美元,而i3售價則為41,350美元。相較之下,特斯拉Model S系列車款售價則在70,000-93,000美元之間。i8、i3近期內可能會侵蝕部分Model S客戶層,而BMW中期要推的i5也可能對特斯拉大眾豪華車款「Gen III」構成威脅。

    巴克萊認為,BMW已將自身定位為超越特斯拉等同業的科技領航員。特斯拉的目標顧客可能剛好夾在BMW這兩款i系列車款中間。i3的車體較小,每次充電後的續航里程不如Model S,但其主打的客戶層卻與特斯拉類似;而i8則是較為高階、更為昂貴的跑車款式。

    本站,BMW公司針對旗下i系列車款,還設計了專屬的太陽能充電車棚。由BMW集團所屬BMW Designworks USA所設計、安置於美國加州Malibu的太陽能充電車棚(Solar Carport)目前已展開運作,安裝於車棚頂上的太陽能面板可為BMW i車款供電。

    圖:i3電動汽車

    本站聲明:網站內容來源於EnergyTrend https://www.energytrend.com.tw/ev/,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

    【其他文章推薦】

    ※廣告預算用在刀口上,台北網頁設計公司幫您達到更多曝光效益

    新北清潔公司,居家、辦公、裝潢細清專業服務

    ※別再煩惱如何寫文案,掌握八大原則!

    ※教你寫出一流的銷售文案?

    ※超省錢租車方案

  • TOYOTA將與FirstElement合作建立加氣站

    TOYOTA將與FirstElement合作建立加氣站

    據AUTONET報導,TOYOTA將與能源公司FirstElement攜手合作加氫站網絡的架設,預計2015-2016年能夠建成20多處的加氣站,並能在2024年實現擴建至100座的計畫。

    TOYOTA於2013年底東京車展發表準量產版的FCV Concept,此後又藉由年初的2014 CES消費電子展預告2015年將率先投入北美市場販售,因此對於加氫站等後勤網絡的建設排上日程。

    其實在過去的20年來,TOYOTA就已持續針對氫燃料電池進行研發,自2002年以來便投入一系列的測試車輛於北美進行實測,隨著技術的突破,使得氫燃料電池技術成本大幅下修,終於達到原廠量產的預期。

    儘管FCV(氫燃料電池車)最終量產版本的相關數據原廠尚未公開,但參考FCV Concept所呈現的數據就相當令人滿意。

    動力來源為分別藏在車身底下的氫燃料儲存槽及電池,具備等同於136hp馬力的100kW輸出功率,需花費10秒才能完成100km/h的加速衝刺,滿電的情況下續航力約可達到482km,而且僅需3-5分鐘的時間便能將儲存槽加滿,省去了傳統電池充電耗時的問題。

    重點是氫燃料電池是以氫或含氫物質結合氧所形成的一種燃料電池,在化學反應之後僅會產生電流及水且完全沒有污染。

    動力來源為分別藏在車身底下的氫燃料儲存槽及電池(圖片來源:AUTONET)

    本站聲明:網站內容來源於EnergyTrend https://www.energytrend.com.tw/ev/,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

    【其他文章推薦】

    新北清潔公司,居家、辦公、裝潢細清專業服務

    ※別再煩惱如何寫文案,掌握八大原則!

    網頁設計一頭霧水該從何著手呢? 台北網頁設計公司幫您輕鬆架站!

    ※超省錢租車方案

    ※教你寫出一流的銷售文案?

  • 特斯拉Q1營收同比增27% 中國市場未來備受關注

    美國電動汽車廠商特斯拉今(8)日發布Q1財報,不按美國通用會計準則計算(Non-GAAP),特斯拉第一季度營收達7.13億美元,同比增長27%;凈利潤1700萬美元,同比增長10%

    在與財報一同發布的季度股東信中,特斯拉CEO伊隆馬斯克(Elon Musk)指出中國市場的重要性,並將其視為未來幾年間的最大市場之一。上個月,特斯拉向中國車主交付了首批Model S轎車,並借勢掀起一場“特斯拉熱”。

    股東信中還談到上海政府部門對於特斯拉的支持。一項舉措是,上海車主購買Model S可以免費上牌,節約了7萬元以上的牌照費用;另一項則是在超級充電站方面大開綠燈。這也正好是特斯拉目前在中國面臨的兩大痛點:上牌難和充電難。

    進口純電動車獲免費牌照

    上海承諾今年撥出3000張免費牌照,供進口純電動車使用,這是此類政策首次向國外品牌開放。北京也計劃效仿上海,今年拿出500張牌照,專門提供給購買國外品牌純電動車的消費者。

    充電問題依然棘手

    馬斯克訪華期間接受媒體採訪時曾表示,希望建設更多采用太陽能的超級充電站。但截至目前,只有上海的一座超級充電站已經投入使用,而北京的兩個站點建設完畢,尚未對外開放。

    近期,特斯拉在美國新澤西州開設了第100家超級充電站。今年,該公司還計劃在全球開設超過200家超級充電站,美國占大多數,其余則位於加拿大、歐洲和中國。

    電池供給不足限制產能

    目前,特斯拉位於美國加州佛蒙特(Fremont)的工廠每周可生產約700輛Model S,比2013年底提升了15%。特斯拉計劃在今年底將這一數字提升至1000輛。與動輒以萬為量單位的通用、福特等傳統汽車廠商相比,特斯拉的量很低,一方面是由於只有一座工廠,另一方面則是受到了電池供給不足的限制。

    Model S採用的鎳鈷鋁電池由松下代工。特斯拉正在推進一個名為“巨型工廠”(Gigafactory)的計劃,並與松下及其他廠商進行談判,希望徹底解決電池能不足的問題。

    然而,根據股東信披露的信息,“巨型工廠”目前仍處於選址階段,直到2017年才能生產出首批電池,2020年才能達到最大產能,即每年生產50GWh的電池包和35GWh的電池單元。特斯拉認為,到那時“將不會面臨任何供貨限制”。

    此外,特斯拉的SUV車型Model X將於今年第四季度推出原型車。這是特斯拉規劃的“三步走”計劃的第二步。根據此前披露的檔案,特斯拉將在2017年左右推出第三代車型——一款廉價的家用轎車,售價預計在3萬至3.5萬美元之間。

    本站聲明:網站內容來源於EnergyTrend https://www.energytrend.com.tw/ev/,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

    【其他文章推薦】

    ※教你寫出一流的銷售文案?

    ※廣告預算用在刀口上,台北網頁設計公司幫您達到更多曝光效益

    ※回頭車貨運收費標準

    ※別再煩惱如何寫文案,掌握八大原則!

    ※超省錢租車方案

  • java併發之volatile關鍵字

    java併發之volatile關鍵字

    Java面試中經常會涉及關於volatile的問題。本文梳理下volatile關鍵知識點。

    volatile字意為“易失性”,在Java中用做修飾對象變量。它不是Java特有,在C,C++,C#等編程語言也存在,只是在其它編程語言中使用有所差異,但總體語義一致。比如使用volatile 能阻止編譯器對變量的讀寫優化。簡單說,如果一個變量被修飾為volatile,相當於告訴系統說我容易變化,編譯器你不要隨便優化(重排序,緩存)我。

    Happens-before

    規範上,Java內存模型遵行happens-before

    volatile變量在多線程中,寫線程和讀線程具有happens-before關係。也就是寫值的線程要在讀取線程之前,並且讀線程能完全看見寫線程的相關變量。

    happens-before:如果兩個有兩個動作AB,A發生在B之前,那麼A的順序應該在B前面並且A的操作對B完全可見。

    happens-before 具有傳遞性,如果A發生在B之前,而B發生在C之前,那麼A發生在C之前。

    如何保證可見性

    多線程環境下counter變量的更新過程。線程1先從主存拷貝副本到CPU緩存,然後CPU執行counter=7,修改完后寫入CPU緩存,等待時機同步到主存。在線程1同步主存前,線程2讀到counter值依然為0。此時已經發生內存一致性錯誤(對於相同的共享數據,多線程讀到視圖不一致)。因為線程2看不見線程1操作結果,也將這個問題稱為可見性問題

    public class SharedObject {
        public int counter = 0;
    }
    

    因為多了緩存優化導致,導致可見性問題。所以volatile通過消除緩存(描述可能不太準確)來避免。例如當使用volatile修飾變量后,操作該變量讀寫直接與主存交互,跳過緩存層,保證其它讀線程每次獲取的都是最新值。

        public volatile int counter = 0;
    

    volatile 不單隻消除修飾的變量的緩存。事實上與之相關的變量在讀寫時也會消除緩存,如同使用了volatile一樣。

    如下 years,months,days 三個變量中只有days是volatile,但是對years,months讀寫操作也和days時也會跳過緩存,其它線程每次讀到的都是最新值。

    public class MyClass {
        private int years;
        private int months
        private volatile int days;
        public int totalDays() {
            int total = this.days;
            total += months * 30;
            total += years * 365;
            return total;
        }
        public void update(int years, int months, int days){
            this.years  = years;
            this.months = months;
            this.days   = days;
        }
    }
    

    這是為什麼?我們分析一下。

    一個寫線程調用 update,讀線程調用totalDays。單線程中,對於update方法,wa與wb存在happens-before關係, wawb 之前執行並對wb可見。

    多線程中rc與wb存在happens-before關係,wbrc之前執行並對rc可見。根據 happens-before傳遞性,wa需要在rc前先執行並對rc可見。

    因為wb是volatile變量,所以rc獲取的years,months也是最新值。

    我們知道出於性能原因,JVM和CPU會對程序中的指令進行重新排序。如果update方法裏面wawb順序被重排,那它們的happens-before關係將不在成立。

    為了避免這個問題,volatile對重排序做了保證 對於發生在volatile變量操作前的其他變量的操作不能重新排序

    由此我們得到volatile通過消除緩存防止重排保證線程的可見性。

    volatile保證線程安全?

    討論線程安全,大家都會提及原子性順序性可見性。volatile側重於保證可見性,也就是當寫的線程更新后,讀線程總能獲得最新值。在只有一個線程寫,多個線程讀的場景下,volatile能滿足線程安全。可如果多個線程同時寫入volatile變量時,則需要引入同步語義才能保證線程安全。

    模擬10個線程同時寫入volatile變量,一個線程讀counter,執行完后正確結果應該是counter=10。

        public static class WriterTask implements Runnable {
            private final ShareObject share;
            private final CountDownLatch countDownLatch;
            public WriterTask(ShareObject share, CountDownLatch countDownLatch) {
                this.share = share;
                this.countDownLatch = countDownLatch;
            }
            @Override
            public void run() {
                countDownLatch.countDown();
                share.increase();
            }
        }
        
        public class ShareObject {
            private volatile int counter;
            public void increase() {
                this.counter++;
            }
        }
    

    執行結果出現counter=5或6 錯誤結果。

    通過 synchronized,Lock或AtomicInteger 原子變量保證了結果的正確。

    完整demo https://gist.github.com/onlythinking/ba7ca7aa5faf00a58f4cedae474fa6f6

    volatile性能

    volatile變量帶來可見性的保證,訪問volatile變量還防止了指令重排序。不過這一切是以犧牲優化(消除緩存,直接操作主存開銷增加)為代價,所以不應該濫用volatile,僅在確實需要增強變量可見性的時候使用。

    總結

    本文記錄了volatile變量通過消除緩存,防止指令重排序來保證線程可見性,並且在多線程寫入的變量的場景下,不保證線程安全。

    歡迎大家留言交流,一起學習分享!!!

    本站聲明:網站內容來源於博客園,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

    【其他文章推薦】

    ※帶您來了解什麼是 USB CONNECTOR  ?

    ※自行創業缺乏曝光? 網頁設計幫您第一時間規劃公司的形象門面

    ※如何讓商品強力曝光呢? 網頁設計公司幫您建置最吸引人的網站,提高曝光率!

    ※綠能、環保無空污,成為電動車最新代名詞,目前市場使用率逐漸普及化

    ※廣告預算用在刀口上,台北網頁設計公司幫您達到更多曝光效益

    ※教你寫出一流的銷售文案?

  • 拿來即用:用C+JS結構來處理JSON數據

    拿來即用:用C+JS結構來處理JSON數據

    【面對的問題】

            在物聯網產品的開發過程中,對JSON格式的數據處理是一個強需求,例如亞馬遜的 AWS IOT平台,設備與後台之間的通訊數據都是JSON格式,先瞄一眼大概的樣子:

         這是一個真實產品的通訊數據,設備端的代碼C代碼中利用cJSON這個開源工具來完成JSON字符的解析和組裝工作。代碼我這裏就不貼了,解析函數很長,要滾動好多次鼠標滑輪。而且一不注意釋放資源就會發生內存泄漏!

        那麼,是否有更好的方式來解決這個問題呢?

        答案就是這篇文章介紹的duktape引擎!

    【Duktape簡介】

        這裏只是簡單介紹下duktape,詳細的介紹大家自己去google。

        Duktape 是一個嵌入式 Javascript引擎,專註於可移植性和空間佔用。

        易於集成到C/C++項目中,使用API實現C代碼與JS代碼的雙向調用。

     

    【代碼說明】

    1.文件說明

     

     

        duktape.c:引擎主要C文件。

        duktape.h:引擎頭文件。

        main.c      :  main函數所在文件。

       main.js      :Javascript文件,處理業務邏輯的代碼就放在這裏。

        Makefile   :  編譯腳本。

        miniz.c     :有時候為了js代碼的保密,不能把js源碼放到最終產品中,需要壓縮和混淆;加載的時候再進行解壓。

    2.核心步驟 

     

        當C代碼中需要對JSON格式的字符串進行處理時,把JSON數據通過棧結構傳給JS程序,在JS程序中處理數據之後,把處理結果再返回給C程序中。

        在JS程序中,如果有些操作無法處理(例如:發送數據給串口),那麼就調用C程序中的函數來處理。

    3.代碼說明

     

     

    【測試環境】

    1. x86系統

        我是在  Ubuntu16.04 下測試的,使用系統自帶 gcc 編譯器。

    2.嵌入式系統

        只需要把編譯器換成對應的交叉編譯器即可。

     

    【END】

    1.這是原創文章,請尊重版權。如需轉載,請保留全部內容並註明來源。如果方便的話,請聯繫我確認。

    2.文章中如有錯誤,或者希望交流、探討相關內容,非常歡迎聯繫我。

    3.郵箱:sewain@126.com

    4.公眾號:IOT物聯網小鎮

    本站聲明:網站內容來源於博客園,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

    【其他文章推薦】

    ※為什麼 USB CONNECTOR 是電子產業重要的元件?

    網頁設計一頭霧水該從何著手呢? 台北網頁設計公司幫您輕鬆架站!

    ※台北網頁設計公司全省服務真心推薦

    ※想知道最厲害的網頁設計公司"嚨底家"!

    新北清潔公司,居家、辦公、裝潢細清專業服務

    ※推薦評價好的iphone維修中心

  • 併發編程 —— 線程池

    併發編程 —— 線程池

    概述

    在程序中,我們會用各種池化技術來緩存創建昂貴的對象,比如線程池、連接池、內存池。一般是預先創建一些對象放入池中,使用的時候直接取出使用,用完歸還以便復用,還會通過一定的策略調整池中緩存對象的數量,實現池的動態伸縮。

    由於線程的創建比較昂貴,隨意、沒有控制地創建大量線程會造成性能問題,因此短平快的任務一般考慮使用線程池來處理,而不是直接創建線程。

    那麼,如何正確的創建並正確的使用線程池呢,這篇文章就來細看下。

    線程池

    雖然在 Java 語言中創建線程看上去就像創建一個對象一樣簡單,只需要 new Thread() 就可以了,但實際上創建線程遠不是創建一個對象那麼簡單。

    創建對象,僅僅是在 JVM 的堆里分配一塊內存而已;而創建一個線程,卻需要調用操作系統內核的 API,然後操作系統要為線程分配一系列的資源,這個成本就很高了。所以線程是一個重量級的對象,應該避免頻繁創建和銷毀,一般就是採用線程池來避免頻繁的創建和銷毀線程。

     

    線程池原理

    Java 通過用戶線程與內核線程結合的 1:1 線程模型來實現,Java 將線程的調度和管理設置在了用戶態。在 HotSpot VM 的線程模型中,Java 線程被一對一映射為內核線程。Java 在使用線程執行程序時,需要創建一個內核線程;當該 Java 線程被終止時,這個內核線程也會被回收。因此 Java 線程的創建與銷毀將會消耗一定的計算機資源,從而增加系統的性能開銷。

    除此之外,大量創建線程同樣會給系統帶來性能問題,因為內存和 CPU 資源都將被線程搶佔,如果處理不當,就會發生內存溢出、CPU 使用率超負荷等問題。

    為了解決上述兩類問題,Java 提供了線程池概念,對於頻繁創建線程的業務場景,線程池可以創建固定的線程數量,並且在操作系統底層,輕量級進程將會把這些線程映射到內核。

    線程池可以提高線程復用,又可以固定最大線程使用量,防止無限制地創建線程。當程序提交一個任務需要一個線程時,會去線程池中查找是否有空閑的線程,若有,則直接使用線程池中的線程工作,若沒有,會去判斷當前已創建的線程數量是否超過最大線程數量,如未超過,則創建新線程,如已超過,則進行排隊等待或者直接拋出異常。

     

    線程池是一種生產者 – 消費者模式

    線程池的設計,普遍採用的都是生產者 – 消費者模式。線程池的使用方是生產者,線程池本身是消費者。

    原理實現大致如下:

     1 package com.lyyzoo.test.concurrent.executor;  2 
     3 import java.util.ArrayList;  4 import java.util.List;  5 import java.util.concurrent.BlockingQueue;  6 import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;  7 
     8 /**
     9  * @author bojiangzhou 2020/02/12 10  */
    11 public class CustomThreadPool { 12 
    13     public static void main(String[] args) { 14         // 使用有界阻塞隊列 創建線程池
    15         CustomThreadPool pool = new CustomThreadPool(2, new LinkedBlockingQueue<>(10)); 16         pool.execute(() -> { 17             System.out.println("提交了一個任務"); 18  }); 19  } 20 
    21     // 利用阻塞隊列實現生產者-消費者模式
    22     final BlockingQueue<Runnable> workQueue; 23     // 保存內部工作線程
    24     final List<Thread> threads = new ArrayList<>(); 25 
    26     public CustomThreadPool(int coreSize, BlockingQueue<Runnable> workQueue) { 27         this.workQueue = workQueue; 28         // 創建工作線程
    29         for (int i = 0; i < coreSize; i++) { 30             WorkerThread work = new WorkerThread(); 31  work.start(); 32  threads.add(work); 33  } 34  } 35 
    36     // 生產者 提交任務
    37     public void execute(Runnable command) { 38         try { 39             // 隊列已滿,put 會一直等待
    40  workQueue.put(command); 41         } catch (InterruptedException e) { 42  e.printStackTrace(); 43  } 44  } 45 
    46     /**
    47  * 工作線程負責消費任務,並執行任務 48      */
    49     class WorkerThread extends Thread { 50  @Override 51         public void run() { 52             // 循環取任務並執行,take 取不到任務會一直等待
    53             while (true) { 54                 try { 55                     Runnable runnable = workQueue.take(); 56  runnable.run(); 57                 } catch (InterruptedException e) { 58  e.printStackTrace(); 59  } 60  } 61  } 62  } 63 }

    ThreadPoolExecutor

    線程池參數說明

    Java 提供的線程池相關的工具類中,最核心的是 ThreadPoolExecutor,通過名字也能看出來,它強調的是 Executor,而不是一般意義上的池化資源。

    ThreadPoolExecutor 的構造函數非常複雜,這個最完備的構造函數有 7 個參數:

     

    各個參數的含義如下:

    • corePoolSize:表示線程池保有的最小線程數。
    • maximumPoolSize:表示線程池創建的最大線程數。
    • keepAliveTime & unit:如果一個線程空閑了 keepAliveTime & unit 這麼久,而且線程池的線程數大於 corePoolSize ,那麼這個空閑的線程就要被回收了。
    • workQueue:工作隊列,一般定義有界阻塞隊列。
    • threadFactory:通過這個參數你可以自定義如何創建線程,例如你可以給線程指定一個有意義的名字。
    • handler:通過這個參數可以自定義任務的拒絕策略。如果線程池中所有的線程都在忙碌,並且工作隊列也滿了(前提是工作隊列是有界隊列),那麼此時提交任務,線程池就會拒絕接收。ThreadPoolExecutor 已經提供了以下 4 種拒絕策略。
      •   CallerRunsPolicy:提交任務的線程自己去執行該任務。
      •   AbortPolicy:默認的拒絕策略,會 throws RejectedExecutionException。
      •   DiscardPolicy:直接丟棄任務,沒有任何異常拋出。
      •   DiscardOldestPolicy:丟棄最老的任務,其實就是把最早進入工作隊列的任務丟棄,然後把新任務加入到工作隊列。

     

    ThreadPoolExecutor 構造完成后,還可以通過如下方法定製默認行為:

    • executor.allowCoreThreadTimeOut(true):將包括“核心線程”在內的,沒有任務分配的所有線程,在等待 keepAliveTime 時間后回收掉。
    • executor.prestartAllCoreThreads():創建線程池后,立即創建核心數個工作線程;線程池默認是在任務來時才創建工作線程。

     

    創建線程池示例:

     1 public void test() throws InterruptedException {  2     ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(  3             // 核心線程數
     4             2,  5             // 最大線程數
     6             16,  7             // 線程空閑時間
     8             60, TimeUnit.SECONDS,  9             // 使用有界阻塞隊列
    10             new LinkedBlockingQueue<>(1024), 11             // 定義線程創建方式,可自定線程名稱
    12             new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("executor-%d").build(), 13             // 自定義拒絕策略,一般和降級策略配合使用
    14             (r, executor) -> { 15                 // 隊列已滿,拒絕執行
    16                 throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
    17                         " rejected from " + executor.toString()); 18  } 19  ); 20 
    21     poolExecutor.submit(() -> { 22         LOGGER.info("submit task"); 23  }); 24 }

     

    線程池的線程分配流程

    任務提交后的大致流程如下圖所示。提交任務后,如果線程數小於 corePoolSize,則創建新線程執行任務,無論當前線程池的線程是否空閑都會創建新的線程。

    當創建的線程數等於 corePoolSize 時,提交的任務會被加入到設置的阻塞隊列中。

    當隊列滿了,則會創建非核心線程執行任務,直到線程池中的線程數量等於 maximumPoolSize。

    當線程數量已經等於 maximumPoolSize 時, 新提交的任務無法加入到等待隊列,也無法創建非核心線程直接執行,如果沒有為線程池設置拒絕策略,這時線程池就會拋出 RejectedExecutionException 異常,即默認拒絕接受任務。

     

    線程池默認的拒絕策略就是丟棄任務,所以我們在設置有界隊列時,需要考慮設置合理的拒絕策略,要考慮到高峰時期任務的數量,避免任務被丟棄而影響業務流程。

     

    強烈建議使用有界隊列

    創建 ThreadPoolExecutor 時強烈建議使用有界隊列。如果設置為無界隊列,那麼一般最大線程數的設置是不起作用的,而且遇到任務高峰時,如果一直往隊列添加任務,容易出現OOM,拋出如下異常。

    Exception in thread "http-nio-45678-ClientPoller" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

     

    使用有界隊列時,需要注意,當任務過多時,線程池會觸發執行拒絕策略,線程池默認的拒絕策略會拋出 RejectedExecutionException,這是個運行時異常,對於運行時異常編譯器並不強制 catch 它,所以開發人員很容易忽略,因此默認拒絕策略要慎重使用。如果線程池處理的任務非常重要,建議自定義自己的拒絕策略;並且在實際工作中,自定義的拒絕策略往往和降級策略配合使用。

     

    監控線程池的狀態

    建議用一些監控手段來觀察線程池的狀態。線程池這個組件往往會表現得任勞任怨、默默無聞,除非是出現了拒絕策略,否則壓力再大都不會拋出一個異常。如果我們能提前觀察到線程池隊列的積壓,或者線程數量的快速膨脹,往往可以提早發現並解決問題。

     1 public static void displayThreadPoolStatus(ThreadPoolExecutor threadPool, String threadPoolName, long period, TimeUnit unit) {
     2     Executors.newSingleThreadScheduledExecutor().scheduleAtFixedRate(() -> {
     3         LOGGER.info("[>>ExecutorStatus<<] ThreadPool Name: [{}], Pool Status: [shutdown={}, Terminated={}], Pool Thread Size: {}, Active Thread Count: {}, Task Count: {}, Tasks Completed: {}, Tasks in Queue: {}",
     4                 threadPoolName,
     5                 threadPool.isShutdown(), threadPool.isTerminated(), // 線程是否被終止
     6                 threadPool.getPoolSize(), // 線程池線程數量
     7                 threadPool.getActiveCount(), // 工作線程數
     8                 threadPool.getTaskCount(), // 總任務數
     9                 threadPool.getCompletedTaskCount(), // 已完成的任務數
    10                 threadPool.getQueue().size()); // 線程池中線程的數量
    11     }, 0, period, unit);
    12 }

    線程池任務提交方式

    提交任務可以通過 execute 和 submit 方法提交任務,下面就來看下它們的區別。

    submit 方法簽名:

    execute 方法簽名:

     

    使用 execute 提交任務

    使用 execute 提交任務,線程池內拋出異常會導致線程退出,線程池只能重新創建一個線程。如果每個異步任務都以異常結束,那麼線程池可能完全起不到線程重用的作用。

    而且主線程無法捕獲(catch)到線程池內拋出的異常。因為沒有手動捕獲異常進行處理,ThreadGroup 幫我們進行了未捕獲異常的默認處理,向標準錯誤輸出打印了出現異常的線程名稱和異常信息。顯然,這種沒有以統一的錯誤日誌格式記錄錯誤信息打印出來的形式,對生產級代碼是不合適的。

     

    如下,execute 提交任務,拋出異常后,從線程名稱可以看出,老線程退出,創建了新的線程。

    ThreadGroup 處理未捕獲異常:直接輸出到 System.err

     

    解決方式:

    • 以 execute 方法提交到線程池的異步任務,最好在任務內部做好異常處理;
    • 設置自定義的異常處理程序作為保底,比如在聲明線程池時自定義線程池的未捕獲異常處理程序。或者設置全局的默認未捕獲異常處理程序。
     1 // 自定義線程池的未捕獲異常處理程序
     2 ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(8, 8,  3         30, TimeUnit.MINUTES,  4         new LinkedBlockingQueue<>(),  5         new ThreadFactoryBuilder()  6                 .setNameFormat("pool-%d")  7                 .setUncaughtExceptionHandler((Thread t, Throwable e) -> {  8                     log.error("pool happen exception, thread is {}", t, e);  9  }) 10  .build()); 11                 
    12 // 設置全局的默認未捕獲異常處理程序
    13 static { 14     Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler((thread, throwable)-> { 15         log.error("Thread {} got exception", thread, throwable) 16  }); 17 }  

    定義的異常處理程序將未捕獲的異常信息打印到標準日誌中了,老線程同樣會退出。如果要避免這個問題,就需要使用 submit 方法提交任務。

     

    使用 submit 提交任務

    使用 submit,線程不會退出,但是異常不會記錄,會被生吞掉。查看 FutureTask 源碼可以發現,在執行任務出現異常之後,異常存到了一個 outcome 字段中,只有在調用 get 方法獲取 FutureTask 結果的時候,才會以 ExecutionException 的形式重新拋出異常。所以我們可以通過捕獲 get 方法拋出的異常來判斷線程的任務是否拋出了異常。

     

    submit 提交任務,可以通過 Future 獲取返回結果,如果拋出異常,可以捕獲 ExecutionException 得到異常棧信息。通過線程名稱可以看出,老線程也沒有退出。

    需要注意的是,使用 submit 時,setUncaughtExceptionHandler 設置的異常處理器不會生效。

     

    submit 與 execute 的區別

    execute提交的是Runnable類型的任務,而submit提交的是Callable或者Runnable類型的任務;

    execute的提交沒有返回值,而submit的提交會返回一個Future類型的對象;

    execute提交的時候,如果有異常,就會直接拋出異常,而submit在遇到異常的時候,通常不會立馬拋出異常,而是會將異常暫時存儲起來,等待你調用Future.get()方法的時候,才會拋出異常;

    execute 提交的任務拋出異常,老線程會退出,線程池會立即創建一個新的線程。submit 提交的任務拋出異常,老線程不會退出;

    線程池設置的 UncaughtExceptionHandler 對 execute 提交的任務生效,對 submit 提交的任務不生效。

    線程數設置多少合適

    創建多少線程合適,要看多線程具體的應用場景。我們的程序一般都是 CPU 計算和 I/O 操作交叉執行的,由於 I/O 設備的速度相對於 CPU 來說都很慢,所以大部分情況下,I/O 操作執行的時間相對於 CPU 計算來說都非常長,這種場景我們一般都稱為 I/O 密集型計算;和 I/O 密集型計算相對的就是 CPU 密集型計算了,CPU 密集型計算大部分場景下都是純 CPU 計算。I/O 密集型程序和 CPU 密集型程序,計算最佳線程數的方法是不同的。

     

    CPU 密集型計算

    多線程本質上是提升多核 CPU 的利用率,所以對於一個 4 核的 CPU,每個核一個線程,理論上創建 4 個線程就可以了,再多創建線程也只是增加線程切換的成本。所以,對於 CPU 密集型的計算場景,理論上“線程的數量 = CPU 核數”就是最合適的。不過在工程上,線程的數量一般會設置為“CPU 核數 +1”,這樣的話,當線程因為偶爾的內存頁失效或其他原因導致阻塞時,這個額外的線程可以頂上,從而保證 CPU 的利用率。

     

    I/O 密集型的計算場景

    如果 CPU 計算和 I/O 操作的耗時是 1:1,那麼 2 個線程是最合適的。如果 CPU 計算和 I/O 操作的耗時是 1:2,那設置 3 個線程是合適的,如下圖所示:CPU 在 A、B、C 三個線程之間切換,對於線程 A,當 CPU 從 B、C 切換回來時,線程 A 正好執行完 I/O 操作。這樣 CPU 和 I/O 設備的利用率都達到了 100%。

    會發現,對於 I/O 密集型計算場景,最佳的線程數是與程序中 CPU 計算和 I/O 操作的耗時比相關的,可以總結出這樣一個公式:最佳線程數 =1 +(I/O 耗時 / CPU 耗時)

    對於多核 CPU,需要等比擴大,計算公式如下:最佳線程數 =CPU 核數 * [ 1 +(I/O 耗時 / CPU 耗時)]

     

    線程池線程數設置 

    可通過如下方式獲取CPU核數:

    1 /**
    2  * 獲取返回CPU核數 3  * 4  * @return 返回CPU核數,默認為8 5  */
    6 public static int getCpuProcessors() { 7     return Runtime.getRuntime() != null && Runtime.getRuntime().availableProcessors() > 0 ?
    8             Runtime.getRuntime().availableProcessors() : 8; 9 }

     

    在一些非核心業務中,我們可以將核心線程數設置小一些,最大線程數量設置為CPU核心數量,阻塞隊列大小根據具體場景設置;不要過大,防止大量任務進入等待隊列而超時,應儘快創建非核心線程執行任務;也不要過小,避免隊列滿了任務被拒絕丟棄。

     1 public ThreadPoolExecutor executor() {  2     int coreSize = getCpuProcessors();  3     ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(  4             2, coreSize,  5             10, TimeUnit.MINUTES,  6             new LinkedBlockingQueue<>(512),  7             new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("executor-%d").build(), 10             new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 11  );14 
    15     return executor; 16 }

     

    在一些核心業務中,核心線程數設置為CPU核心數,最大線程數可根據公式 最佳線程數 =CPU 核數 * [ 1 +(I/O 耗時 / CPU 耗時)] 來計算。阻塞隊列可以根據具體業務場景設置,如果線程處理業務非常迅速,我們可以考慮將阻塞隊列設置大一些,處理的請求吞吐量會大些;如果線程處理業務非常耗時,阻塞隊列設置小些,防止請求在阻塞隊列中等待過長時間而導致請求已超時。

    public ThreadPoolExecutor executor() { int coreSize = getCpuProcessors(); ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor( coreSize, coreSize * 8, 30, TimeUnit.MINUTES, new LinkedBlockingQueue<>(1024), new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("executor-%d").build(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() );return executor; }

     

    注意:一般不要將 corePoolSize 設置為 0,例如下面的線程池,使用了無界隊列,雖 maximumPoolSize > 0,但實際上只會有一個工作線程,因為其它任務都加入等待隊列了。

    1 ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(0, 5, 30, TimeUnit.SECONDS, 3         new LinkedBlockingQueue<>(), 4         new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("test-%d").build() 5 );

     

    線程池如何優先啟用非核心線程

    如果想讓線程池激進一點,優先開啟更多的線程,而把隊列當成一個後備方案,可以自定義隊列,重寫 offer 方法,因為線程池是通過 offer 方法將任務放入隊列。

     

    通過重寫隊列的 offer 方法,直接返回 false,造成這個隊列已滿的假象,線程池在工作隊列滿了無法入隊的情況下會擴容線程池。直到線程數達到最大線程數,就會觸發拒絕策略,此時再通過自定義的拒絕策略將任務通過隊列的 put 方法放入隊列中。這樣就可以優先開啟更多線程,而不是進入隊列了。

     1 public static void main(String[] args) {  2     // ThreadPoolExecutor 通過 offer 將元素放入隊列,重載隊列的 offer 方法,直接返回 false,造成隊列已滿的假象  3     // 隊列滿時,會創建新的線程直到達到 maximumPoolSize,之後會觸發執行拒絕策略
     4     LinkedBlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>() {  5         private static final long serialVersionUID = 8303142475890427046L;  6 
     7  @Override  8         public boolean offer(Runnable e) {  9             return false; 10  } 11  }; 12 
    13     // 當線程達到 maximumPoolSize 時會觸發拒絕策略,此時將任務 put 到隊列中
    14     RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = new RejectedExecutionHandler() { 15  @Override 16         public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) { 17             try { 18                 // 任務拒絕時,通過 put 放入隊列
    19  queue.put(r); 20             } catch (InterruptedException e) { 21  Thread.currentThread().interrupt(); 22  } 23  } 24  }; 25 
    26     // 構造線程池
    27     ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 28             600, TimeUnit.SECONDS, 29  queue, 30             new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("demo-%d").build(), 31  rejectedExecutionHandler); 32 
    33     IntStream.rangeClosed(1, 50).forEach(i -> { 34         executor.submit(() -> { 35             log.info("start..."); 36             sleep(9000); 37  }); 38  }); 39 }

    優雅的終止線程和線程池

    優雅地終止線程

    在程序中,我們不能隨便中斷一個線程,因為這是極其不安全的操作,我們無法知道這個線程正運行在什麼狀態,它可能持有某把鎖,強行中斷可能導致鎖不能釋放的問題;或者線程可能在操作數據庫,強行中斷導致數據不一致混亂的問題。正因此,JAVA里將Thread的stop方法設置為過時,以禁止大家使用。

    優雅地終止線程,不是自己終止自己,而是在一個線程 T1 中,終止線程 T2;這裏所謂的“優雅”,指的是給 T2 一個機會料理後事,而不是被一劍封喉。兩階段終止模式,就是將終止過程分成兩個階段,其中第一個階段主要是線程 T1 向線程 T2發送終止指令,而第二階段則是線程 T2響應終止指令。

    Java 線程進入終止狀態的前提是線程進入 RUNNABLE 狀態,而實際上線程也可能處在休眠狀態,也就是說,我們要想終止一個線程,首先要把線程的狀態從休眠狀態轉換到 RUNNABLE 狀態。如何做到呢?這個要靠 Java Thread 類提供的 interrupt() 方法,它可以將休眠狀態的線程轉換到 RUNNABLE 狀態。

    線程轉換到 RUNNABLE 狀態之後,我們如何再將其終止呢?RUNNABLE 狀態轉換到終止狀態,優雅的方式是讓 Java 線程自己執行完 run() 方法,所以一般我們採用的方法是設置一個標誌位,然後線程會在合適的時機檢查這個標誌位,如果發現符合終止條件,則自動退出 run() 方法。這個過程其實就是第二階段:響應終止指令。終止指令,其實包括兩方面內容:interrupt() 方法和線程終止的標誌位。

    如果我們在線程內捕獲中斷異常(如Thread.sleep()拋出了中斷一次)之後,需通過 Thread.currentThread().interrupt() 重新設置線程的中斷狀態,因為 JVM 的異常處理會清除線程的中斷狀態。

     

    建議自己設置線程終止標誌位,避免線程內調用第三方類庫的方法未處理線程中斷狀態,如下所示。

     1 public class InterruptDemo {  2 
     3     /**
     4  * 輸出:調用 interrupt() 時,只是設置了線程中斷標識,線程依舊會繼續執行當前方法,執行完之後再退出線程。  5  * do something...  6  * continue do something...  7  * do something...  8  * continue do something...  9  * do something... 10  * 線程被中斷... 11  * continue do something... 12      */
    13     public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 14         Proxy proxy = new Proxy(); 15  proxy.start(); 16 
    17         Thread.sleep(6000); 18  proxy.stop(); 19  } 20 
    21     static class Proxy { 22         // 自定義線程終止標誌位
    23         private volatile boolean terminated = false; 24 
    25         private boolean started = false; 26 
    27  Thread t; 28 
    29         public synchronized void start() { 30             if (started) { 31                 return; 32  } 33             started = true; 34             terminated = false; 35 
    36             t = new Thread(() -> { 37                 while (!terminated) { // 取代 while (true)
    38                     System.out.println("do something..."); 39                     try { 40                         Thread.sleep(2000); 41                     } catch (InterruptedException e) { 42                         // 如果其它線程中斷此線程,拋出異常時,需重新設置線程中斷狀態,因為 JVM 的異常處理會清除線程的中斷狀態。
    43                         System.out.println("線程被中斷..."); 44  Thread.currentThread().interrupt(); 45  } 46                     System.out.println("continue do something..."); 47  } 48                 started = false; 49  }); 50  t.start(); 51  } 52 
    53         public synchronized void stop() { 54             // 設置中斷標誌
    55             terminated = true; 56  t.interrupt(); 57  } 58  } 59 
    60 }

     

    優雅的終止線程池

    線程池提供了兩個方法來中斷線程池:shutdown() 和 shutdownNow()。

    shutdown():是一種很保守的關閉線程池的方法。線程池執行 shutdown() 后,就會拒絕接收新的任務,但是會等待線程池中正在執行的任務和已經進入阻塞隊列的任務都執行完之後才最終關閉線程池。

    shutdownNow():相對激進一些,線程池執行 shutdownNow() 后,會拒絕接收新的任務,同時還會中斷線程池中正在執行的任務,已經進入阻塞隊列的任務也被剝奪了執行的機會,不過這些被剝奪執行機會的任務會作為 shutdownNow() 方法的返回值返回。因為 shutdownNow() 方法會中斷正在執行的線程,所以提交到線程池的任務,如果需要優雅地結束,就需要正確地處理線程中斷。如果提交到線程池的任務不允許取消,那就不能使用 shutdownNow() 方法終止線程池。

     

    如果想在jvm關閉的時候進行內存清理、對象銷毀等操作,或者僅僅想起個線程然後這個線程不會退出,可以使用Runtime.addShutdownHook。

    這個方法的作用就是在JVM中增加一個關閉的鈎子。當程序正常退出、系統調用 System.exit 方法或者虛擬機被關閉時才會執行系統中已經設置的所有鈎子,當系統執行完這些鈎子后,JVM才會關閉。

    利用這個性質,就可以在這個最後執行的線程中把線程池優雅的關閉掉。雖然jvm關閉了,但優雅關閉線程池總是好的,特別是涉及到服務端的 tcp 連接。

     1 /**
     2  * 添加Hook在Jvm關閉時優雅的關閉線程池  3  *  4  * @param threadPool 線程池  5  * @param threadPoolName 線程池名稱  6  */
     7 public static void hookShutdownThreadPool(ExecutorService threadPool, String threadPoolName) {  8     Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {  9         LOGGER.info("[>>ExecutorShutdown<<] Start to shutdown the thead pool: [{}]", threadPoolName); 10         // 使新任務無法提交
    11  threadPool.shutdown(); 12         try { 13             // 等待未完成任務結束
    14             if (!threadPool.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) { 15                 threadPool.shutdownNow(); // 取消當前執行的任務
    16                 LOGGER.warn("[>>ExecutorShutdown<<] Interrupt the worker, which may cause some task inconsistent. Please check the biz logs."); 17 
    18                 // 等待任務取消的響應
    19                 if (!threadPool.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) { 20                     LOGGER.error("[>>ExecutorShutdown<<] Thread pool can't be shutdown even with interrupting worker threads, which may cause some task inconsistent. Please check the biz logs."); 21  } 22  } 23         } catch (InterruptedException ie) { 24             // 重新取消當前線程進行中斷
    25  threadPool.shutdownNow(); 26             LOGGER.error("[>>ExecutorShutdown<<] The current server thread is interrupted when it is trying to stop the worker threads. This may leave an inconsistent state. Please check the biz logs."); 27 
    28             // 保留中斷狀態
    29  Thread.currentThread().interrupt(); 30  } 31 
    32         LOGGER.info("[>>ExecutorShutdown<<] Finally shutdown the thead pool: [{}]", threadPoolName); 33  })); 34 }

    Executors

    考慮到 ThreadPoolExecutor 的構造函數實在是有些複雜,所以 Java 併發包里提供了一個線程池的靜態工廠類 Executors,利用 Executors 你可以快速創建線程池。

    但《阿里巴巴 Java 開發手冊》中提到,禁止使用這些方法來創建線程池,而應該手動 new ThreadPoolExecutor 來創建線程池。最重要的原因是:Executors 提供的很多方法默認使用的都是無界的 LinkedBlockingQueue,高負載情境下,無界隊列很容易導致 OOM,而 OOM 會導致所有請求都無法處理,這是致命問題。最典型的就是 newFixedThreadPool 和 newCachedThreadPool,可能因為資源耗盡導致 OOM 問題。

     

    newCachedThreadPool

    具有緩存性質的線程池,線程最大空閑時間60s,線程可重複利用,沒有最大線程數限制。使用的是 SynchronousQueue 無容量阻塞隊列,沒有最大線程數限制。這意味着,只要有請求到來,就必須找到一條工作線程來處理,如果當前沒有空閑的線程就再創建一條新的。

    高併發情況下,大量的任務進來後會創建大量的線程,導致OOM(無法創建本地線程):

    1 [11:30:30.487] [http-nio-45678-exec-1] [ERROR] [.a.c.c.C.[.[.[/].[dispatcherServlet]:175 ] - Servlet.service() for servlet [dispatcherServlet] in context with path [] threw exception [Handler dispatch failed; 2     nested exception is java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread] with root cause 3 java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread 

     

    newFixedThreadPool

    具有固定數量的線程池,核心線程數等於最大線程數,超出最大線程數進行等待。使用的是 LinkedBlockingQueue 無界阻塞隊列。雖然使用 newFixedThreadPool 可以把工作線程控制在固定的數量上,但任務隊列是無界的。如果任務較多並且執行較慢的話,隊列可能會快速積壓,撐爆內存導致 OOM。

    如果一直往這個無界隊列中添加任務,不久就會出現OOM異常(內存佔滿):

    1 Exception in thread "http-nio-45678-ClientPoller" 
    2     java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

     

    newSingleThreadExecutor

    核心線程數與最大線程數均為1,可用於當鎖控制同步。使用的是 LinkedBlockingQueue 無界阻塞隊列。

     

    newScheduledThreadPool

    具有時間調度性的線程池,必須初始化核心線程數。

    沒有最大線程數限制,線程最大空閑時間為0,空閑線程執行完即銷毀。底層使用 DelayedWorkQueue 實現延遲特性。

    線程池創建正確姿勢

    最後,總結一下,從如下的一些方面考慮如何正確地創建線程池。

    線程池配置

    我們需要根據自己的場景、併發情況來評估線程池的幾個核心參數,包括核心線程數、最大線程數、線程回收策略、工作隊列的類型,以及拒絕策略,確保線程池的工作行為符合需求,一般都需要設置有界的工作隊列和可控的線程數。

    要根據任務的“輕重緩急”來指定線程池的核心參數,包括線程數、回收策略和任務隊列:

    • 對於執行比較慢、數量不大的 IO 任務,要考慮更多的線程數,而不需要太大的隊列。
    • 對於吞吐量較大的計算型任務,線程數量不宜過多,可以是 CPU 核數或核數 *2(理由是,線程一定調度到某個 CPU 進行執行,如果任務本身是 CPU 綁定的任務,那麼過多的線程只會增加線程切換的開銷,並不能提升吞吐量),但可能需要較長的隊列來做緩衝。

     

    任何時候,都應該為自定義線程池指定有意義的名稱,以方便排查問題。當出現線程數量暴增、線程死鎖、線程佔用大量 CPU、線程執行出現異常等問題時,我們往往會抓取線程棧。此時,有意義的線程名稱,就可以方便我們定位問題。

    除了建議手動聲明線程池以外,還建議用一些監控手段來觀察線程池的狀態。如果我們能提前觀察到線程池隊列的積壓,或者線程數量的快速膨脹,往往可以提早發現並解決問題。

     

    確認線程池本身是不是復用的

    既然使用了線程池就需要確保線程池是在復用的,每次 new 一個線程池出來可能比不用線程池還糟糕。如果你沒有直接聲明線程池而是使用其他同學提供的類庫來獲得一個線程池,請務必查看源碼,以確認線程池的實例化方式和配置是符合預期的。

     

    斟酌線程池的混用策略

    不要盲目復用線程池,別人定義的線程池屬性不一定適合你的任務,而且混用會相互干擾。

    另外,Java 8 的 parallel stream 背後是共享同一個 ForkJoinPool,默認并行度是 CPU 核數 -1。對於 CPU 綁定的任務來說,使用這樣的配置比較合適,但如果集合操作涉及同步 IO 操作的話(比如數據庫操作、外部服務調用等),建議自定義一個 ForkJoinPool(或普通線程池)。因此在使用 Java8 的并行流時,建議只用在計算密集型的任務,IO密集型的任務建議自定義線程池來提交任務,避免影響其它業務。

     

    CommonExecutor

    如下是我自己封裝的一個線程池工具類,還提供了執行批量任務的方法,關於批量任務後面再單獨寫篇文章來介紹。

     1 package org.hzero.core.util;  2 
     3 import java.util.ArrayList;  4 import java.util.Collections;  5 import java.util.List;  6 import java.util.concurrent.*;  7 import java.util.stream.Collectors;  8 import javax.annotation.Nonnull;  9 
     10 import com.google.common.util.concurrent.ThreadFactoryBuilder;  11 import org.apache.commons.collections4.CollectionUtils;  12 import org.apache.commons.lang3.RandomUtils;  13 import org.slf4j.Logger;  14 import org.slf4j.LoggerFactory;  15 import org.springframework.dao.DuplicateKeyException;  16 
     17 import io.choerodon.core.exception.CommonException;  18 
     19 import org.hzero.core.base.BaseConstants;  20 
     21 /**
     22  * @author bojiangzhou 2020/02/24  23  */
     24 public class CommonExecutor {  25 
     26     private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(CommonExecutor.class);  27 
     28     private static final ThreadPoolExecutor BASE_EXECUTOR;  29 
     30     static {  31         BASE_EXECUTOR = buildThreadFirstExecutor("BaseExecutor");  32  }  33 
     34     /**
     35  * 構建線程優先的線程池  36  * <p>  37  * 線程池默認是當核心線程數滿了后,將任務添加到工作隊列中,當工作隊列滿了之後,再創建線程直到達到最大線程數。  38  *  39  * <p>  40  * 線程優先的線程池,就是在核心線程滿了之後,繼續創建線程,直到達到最大線程數之後,再把任務添加到工作隊列中。  41  *  42  * <p>  43  * 此方法默認設置核心線程數為 CPU 核數,最大線程數為 8倍 CPU 核數,空閑線程超過 5 分鐘銷毀,工作隊列大小為 65536。  44  *  45  * @param poolName 線程池名稱  46  * @return ThreadPoolExecutor  47      */
     48     public static ThreadPoolExecutor buildThreadFirstExecutor(String poolName) {  49         int coreSize = CommonExecutor.getCpuProcessors();  50         int maxSize = coreSize * 8;  51         return buildThreadFirstExecutor(coreSize, maxSize, 5, TimeUnit.MINUTES, 1 << 16, poolName);  52  }  53 
     54     /**
     55  * 構建線程優先的線程池  56  * <p>  57  * 線程池默認是當核心線程數滿了后,將任務添加到工作隊列中,當工作隊列滿了之後,再創建線程直到達到最大線程數。  58  *  59  * <p>  60  * 線程優先的線程池,就是在核心線程滿了之後,繼續創建線程,直到達到最大線程數之後,再把任務添加到工作隊列中。  61  *  62  * @param corePoolSize 核心線程數  63  * @param maximumPoolSize 最大線程數  64  * @param keepAliveTime 空閑線程的空閑時間  65  * @param unit 時間單位  66  * @param workQueueSize 工作隊列容量大小  67  * @param poolName 線程池名稱  68  * @return ThreadPoolExecutor  69      */
     70     public static ThreadPoolExecutor buildThreadFirstExecutor(int corePoolSize,  71                                                               int maximumPoolSize,  72                                                               long keepAliveTime,  73  TimeUnit unit,  74                                                               int workQueueSize,  75  String poolName) {  76         // 自定義隊列,優先開啟更多線程,而不是放入隊列
     77         LinkedBlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>(workQueueSize) {  78             private static final long serialVersionUID = 5075561696269543041L;  79 
     80  @Override  81             public boolean offer(@Nonnull Runnable o) {  82                 return false; // 造成隊列已滿的假象
     83  }  84  };  85 
     86         // 當線程達到 maximumPoolSize 時會觸發拒絕策略,此時將任務 put 到隊列中
     87         RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = (runnable, executor) -> {  88             try {  89                 // 任務拒絕時,通過 offer 放入隊列
     90  queue.put(runnable);  91             } catch (InterruptedException e) {  92                 LOGGER.warn("{} Queue offer interrupted. ", poolName, e);  93  Thread.currentThread().interrupt();  94  }  95  };  96 
     97         ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(  98  corePoolSize, maximumPoolSize,  99  keepAliveTime, unit, 100  queue, 101                 new ThreadFactoryBuilder() 102                         .setNameFormat(poolName + "-%d") 103                         .setUncaughtExceptionHandler((Thread thread, Throwable throwable) -> { 104                             LOGGER.error("{} catching the uncaught exception, ThreadName: [{}]", poolName, thread.toString(), throwable); 105  }) 106  .build(), 107  rejectedExecutionHandler 108  ); 109 
    110  CommonExecutor.displayThreadPoolStatus(executor, poolName); 111  CommonExecutor.hookShutdownThreadPool(executor, poolName); 112         return executor; 113  } 114 
    115     /**
    116  * 批量提交異步任務,使用默認的線程池
    117 * 118 * @param tasks 將任務轉化為 AsyncTask 批量提交 119 */ 120 public static <T> List<T> batchExecuteAsync(List<AsyncTask<T>> tasks, @Nonnull String taskName) { 121 return batchExecuteAsync(tasks, BASE_EXECUTOR, taskName); 122 } 123 124 /** 125 * 批量提交異步任務,執行失敗可拋出異常或返回異常編碼即可 <br> 126 * <p> 127 * 需注意提交的異步任務無法控制事務,一般需容忍產生一些垃圾數據的情況下才能使用異步任務,異步任務執行失敗將拋出異常,主線程可回滾事務. 128 * <p> 129 * 異步任務失敗后,將取消剩餘的任務執行. 130 * 131 * @param tasks 將任務轉化為 AsyncTask 批量提交 132 * @param executor 線程池,需自行根據業務場景創建相應的線程池 133 * @return 返回執行結果 134 */ 135 public static <T> List<T> batchExecuteAsync(@Nonnull List<AsyncTask<T>> tasks, @Nonnull ThreadPoolExecutor executor, @Nonnull String taskName) { 136 if (CollectionUtils.isEmpty(tasks)) { 137 return Collections.emptyList(); 138 } 139 140 int size = tasks.size(); 141 142 List<Callable<T>> callables = tasks.stream().map(t -> (Callable<T>) () -> { 143 try { 144 T r = t.doExecute(); 145 146 LOGGER.debug("[>>Executor<<] Async task execute success. ThreadName: [{}], BatchTaskName: [{}], SubTaskName: [{}]", 147 Thread.currentThread().getName(), taskName, t.taskName()); 148 return r; 149 } catch (Throwable e) { 150 LOGGER.warn("[>>Executor<<] Async task execute error. ThreadName: [{}], BatchTaskName: [{}], SubTaskName: [{}], exception: {}", 151 Thread.currentThread().getName(), taskName, t.taskName(), e.getMessage()); 152 throw e; 153 } 154 }).collect(Collectors.toList()); 155 156 CompletionService<T> cs = new ExecutorCompletionService<>(executor, new LinkedBlockingQueue<>(size)); 157 List<Future<T>> futures = new ArrayList<>(size); 158 LOGGER.info("[>>Executor<<] Start async tasks, BatchTaskName: [{}], TaskSize: [{}]", taskName, size); 159 160 for (Callable<T> task : callables) { 161 futures.add(cs.submit(task)); 162 } 163 164 List<T> resultList = new ArrayList<>(size); 165 for (int i = 0; i < size; i++) { 166 try { 167 Future<T> future = cs.poll(6, TimeUnit.MINUTES); 168 if (future != null) { 169 T result = future.get(); 170 resultList.add(result); 171 LOGGER.debug("[>>Executor<<] Async task [{}] - [{}] execute success, result: {}", taskName, i, result); 172 } else { 173 cancelTask(futures); 174 LOGGER.error("[>>Executor<<] Async task [{}] - [{}] execute timeout, then cancel other tasks.", taskName, i); 175 throw new CommonException(BaseConstants.ErrorCode.TIMEOUT); 176 } 177 } catch (ExecutionException e) { 178 LOGGER.warn("[>>Executor<<] Async task [{}] - [{}] execute error, then cancel other tasks.", taskName, i, e); 179 cancelTask(futures); 180 Throwable throwable = e.getCause(); 181 if (throwable instanceof CommonException) { 182 throw (CommonException) throwable; 183 } else if (throwable instanceof DuplicateKeyException) { 184 throw (DuplicateKeyException) throwable; 185 } else { 186 throw new CommonException("error.executorError", e.getCause().getMessage()); 187 } 188 } catch (InterruptedException e) { 189 cancelTask(futures); 190 Thread.currentThread().interrupt(); // 重置中斷標識 191 LOGGER.error("[>>Executor<<] Async task [{}] - [{}] were interrupted.", taskName, i); 192 throw new CommonException(BaseConstants.ErrorCode.ERROR); 193 } 194 } 195 LOGGER.info("[>>Executor<<] Finish async tasks , BatchTaskName: [{}], TaskSize: [{}]", taskName, size); 196 return resultList; 197 } 198 199 /** 200 * 根據一定周期輸出線程池的狀態 201 * 202 * @param threadPool 線程池 203 * @param threadPoolName 線程池名稱 204 */ 205 public static void displayThreadPoolStatus(ThreadPoolExecutor threadPool, String threadPoolName) { 206 displayThreadPoolStatus(threadPool, threadPoolName, RandomUtils.nextInt(60, 600), TimeUnit.SECONDS); 207 } 208 209 /** 210 * 根據一定周期輸出線程池的狀態 211 * 212 * @param threadPool 線程池 213 * @param threadPoolName 線程池名稱 214 * @param period 周期 215 * @param unit 時間單位 216 */ 217 public static void displayThreadPoolStatus(ThreadPoolExecutor threadPool, String threadPoolName, long period, TimeUnit unit) { 218 Executors.newSingleThreadScheduledExecutor().scheduleAtFixedRate(() -> { 219 LOGGER.info("[>>ExecutorStatus<<] ThreadPool Name: [{}], Pool Status: [shutdown={}, Terminated={}], Pool Thread Size: {}, Active Thread Count: {}, Task Count: {}, Tasks Completed: {}, Tasks in Queue: {}", 220 threadPoolName, 221 threadPool.isShutdown(), threadPool.isTerminated(), // 線程是否被終止 222 threadPool.getPoolSize(), // 線程池線程數量 223 threadPool.getActiveCount(), // 工作線程數 224 threadPool.getTaskCount(), // 總任務數 225 threadPool.getCompletedTaskCount(), // 已完成的任務數 226 threadPool.getQueue().size()); // 線程池中線程的數量 227 }, 0, period, unit); 228 } 229 230 /** 231 * 添加Hook在Jvm關閉時優雅的關閉線程池 232 * 233 * @param threadPool 線程池 234 * @param threadPoolName 線程池名稱 235 */ 236 public static void hookShutdownThreadPool(ExecutorService threadPool, String threadPoolName) { 237 Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> { 238 LOGGER.info("[>>ExecutorShutdown<<] Start to shutdown the thead pool: [{}]", threadPoolName); 239 // 使新任務無法提交 240 threadPool.shutdown(); 241 try { 242 // 等待未完成任務結束 243 if (!threadPool.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) { 244 threadPool.shutdownNow(); // 取消當前執行的任務 245 LOGGER.warn("[>>ExecutorShutdown<<] Interrupt the worker, which may cause some task inconsistent. Please check the biz logs."); 246 247 // 等待任務取消的響應 248 if (!threadPool.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) { 249 LOGGER.error("[>>ExecutorShutdown<<] Thread pool can't be shutdown even with interrupting worker threads, which may cause some task inconsistent. Please check the biz logs."); 250 } 251 } 252 } catch (InterruptedException ie) { 253 // 重新取消當前線程進行中斷 254 threadPool.shutdownNow(); 255 LOGGER.error("[>>ExecutorShutdown<<] The current server thread is interrupted when it is trying to stop the worker threads. This may leave an inconsistent state. Please check the biz logs."); 256 257 // 保留中斷狀態 258 Thread.currentThread().interrupt(); 259 } 260 261 LOGGER.info("[>>ExecutorShutdown<<] Finally shutdown the thead pool: [{}]", threadPoolName); 262 })); 263 } 264 265 /** 266 * 獲取返回CPU核數 267 * 268 * @return 返回CPU核數,默認為8 269 */ 270 public static int getCpuProcessors() { 271 return Runtime.getRuntime() != null && Runtime.getRuntime().availableProcessors() > 0 ? 272 Runtime.getRuntime().availableProcessors() : 8; 273 } 274 275 private static <T> void cancelTask(List<Future<T>> futures) { 276 for (Future<T> future : futures) { 277 if (!future.isDone()) { 278 future.cancel(true); 279 } 280 } 281 } 282 283 }

    AsyncTask:

     1 package org.hzero.core.util;  2 
     3 import java.util.UUID;  4 
     5 public interface AsyncTask<T> {  6 
     7     default String taskName() {  8         return UUID.randomUUID().toString();  9  } 10 
    11  T doExecute(); 12 }

     

    ————————————————————————————————————–

     

    本站聲明:網站內容來源於博客園,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理
    【其他文章推薦】

    USB CONNECTOR掌控什麼技術要點? 帶您認識其相關發展及效能

    台北網頁設計公司這麼多該如何選擇?

    ※智慧手機時代的來臨,RWD網頁設計為架站首選

    ※評比南投搬家公司費用收費行情懶人包大公開

    ※幫你省時又省力,新北清潔一流服務好口碑

    ※回頭車貨運收費標準