讀完 RocketMQ 原始碼,我學會了如何優雅的建立執行緒

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RocketMQ 是一款開源的分散式訊息系統,基於高可用分散式叢集技術,提供低延時、高可靠的訊息釋出與訂閱服務。這篇文章,筆者整理了 RocketMQ 原始碼中建立執行緒的幾點技巧,希望大家讀完之後,能夠有所收穫。

1 建立單執行緒首先我們先溫習下常用的建立單執行緒的兩種方式:實現 Runnable 介面繼承 Thread 類 ▍一、實現 Runnable 介面

圖中,MyRunnable 類實現了 Runnable 介面的 run 方法,run 方法中定義具體的任務程式碼或處理邏輯,而Runnable 物件是作為執行緒建構函式的引數。▍二、 繼承 Thread 類

執行緒實現類直接繼承 Thread ,本質上也是實現 Runnable 介面的 run 方法。2 單執行緒抽象類建立單執行緒的兩種方式都很簡單,但每次建立執行緒程式碼顯得有點冗餘,於是 RocketMQ 裡實現了一個抽象類 ServiceThread 。

我們可以看到抽象類中包含了如下核心方法:定義執行緒名;啟動執行緒;關閉執行緒。下圖展示了 RocketMQ 眾多的單執行緒實現類。

實現類的程式設計模版類似 :

我們僅僅需要繼承抽象類,並實現 getServiceName 和 run 方法即可。啟動的時候,呼叫 start 方法 , 關閉的時候呼叫 shutdown 方法。3 執行緒池原理執行緒池是一種基於池化思想管理執行緒的工具,執行緒池維護著多個執行緒,等待著監督管理者分配可併發執行的任務。這避免了在處理短時間任務時建立與銷燬執行緒的代價。執行緒池不僅能夠保證核心的充分利用,還能防止過分排程。 JDK中提供的 ThreadPoolExecutor 類,是我們最常使用的執行緒池類。

引數名作用corePoolSize佇列沒滿時,執行緒最大併發數maximumPoolSizes佇列滿後執行緒能夠達到的最大併發數keepAliveTime空閒執行緒過多久被回收的時間限制unitkeepAliveTime 的時間單位workQueue阻塞的佇列型別threadPoolFactory改變執行緒的名稱、執行緒組、優先順序、守護程序狀態RejectedExecutionHandler超出 maximumPoolSizes + workQueue 時,任務會交給RejectedExecutionHandler來處理

任務的排程通過執行 execute方法完成,方法的核心流程如下:如果 workerCount < corePoolSize,建立並啟動一個執行緒來執行新提交的任務。如果 workerCount >= corePoolSize,且執行緒池內的阻塞佇列未滿,則將任務新增到該阻塞佇列中。如果 workerCount >= corePoolSize && workerCount < maximumPoolSize,且執行緒池內的阻塞佇列已滿,則建立並啟動一個執行緒來執行新提交的任務。如果 workerCount >= maximumPoolSize,並且執行緒池內的阻塞佇列已滿, 則根據拒絕策略來處理該任務, 預設的處理方式是直接拋異常。

4 執行緒池封裝在 RocketMQ 裡 ,網路請求都會攜帶命令編碼,每種命令對映對應的處理器,而處理器又會註冊對應的執行緒池。

當服務端 Broker 接收到傳送訊息命令時,都會有單獨的執行緒池 sendMessageExecutor 來處理這種命令請求。

基於 ThreadPoolExecutor 做了一個簡單的封裝 ,BrokerFixedThreadPoolExecutor 建構函式包含六個核心引數:核心執行緒數和最大執行緒數相同 ,數量是:cpu核數和4比較後的最小值;空閒執行緒的回收的時間限制,預設1分鐘;傳送訊息佇列,有界佇列,預設10000;執行緒工廠 ThreadFactoryImpl ,定義了執行緒名字首:SendMessageThread_ 。RocketMQ 實現了一個簡單的執行緒工廠:ThreadFactoryImpl,執行緒工廠可以定義執行緒名稱,以及是否是守護執行緒 。

開源專案 Cobar ,Xmemcached,Metamorphosis 中都有類似執行緒工廠的實現 。5 執行緒名很重要 執行緒名很重要,執行緒名很重要,執行緒名很重要 ,重要的事情說三遍。我們看到 RocketMQ 中,無論是單執行緒抽象類還是多執行緒的封裝都會配置執行緒名 ,因為通過執行緒名,非常容易定位問題,從而大大提升解決問題的效率。 定位的媒介常見有兩種:日誌檔案和堆疊記錄。▍一、日誌檔案經常處理業務問題的同學,一定都經常與日誌打交道。

檢視 ERROR 日誌,追溯到執行執行緒, 要是執行緒池隔離做的好,基本可以判斷出哪種業務場景出了問題;通過檢視執行緒列印的日誌,推斷執行緒排程是否正常,比如有的定時任務執行緒列印了開始,沒有列印結束,推論當前執行緒可能已經掛掉或者阻塞。▍二、堆疊記錄jstack 是 java 虛擬機器自帶的一種堆疊跟蹤工具 ,主要用來檢視 Java 執行緒的呼叫堆疊,執行緒快照包含當前 java 虛擬機器內每一條執行緒正在執行的方法堆疊的集合,可以用來分析執行緒問題。 jstack -l 程序pid

筆者檢視執行緒堆疊,一般關注如下幾點:當前 jvm 程序中的執行緒數量和執行緒分類是否在預期的範圍內;系統介面超時或者定時任務停止的異常場景下 ,分析堆疊中是否有鎖未釋放,或者執行緒一直等待網路通訊響應;分析 jvm 程序中哪個執行緒佔用的 CPU 最高。6 總結本文是RocketMQ 系列文章的開篇,和朋友們簡單聊聊 RocketMQ 原始碼裡建立執行緒的技巧。單執行緒抽象類 ServiceThread 使用者只需要實現業務邏輯以及定義執行緒名即可 ,不需要寫冗餘的程式碼。執行緒池封裝適當封裝,定義執行緒工廠,併合理配置執行緒池引數。執行緒名很重要檔案日誌,堆疊記錄配合執行緒名能大大提升解決問題的效率。 RocketMQ 的多執行緒程式設計技巧很多,比如執行緒通訊,併發控制,執行緒模型等等,後續的文章會一一為大家展現。如果我的文章對你有所幫助,還請幫忙點贊、在看、轉發一下,你的支援會激勵我輸出更高質量的文章,非常感謝!