怎么在Java中设置线程数
这期内容当中小编将会给大家带来有关怎么在Java中设置线程数,文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述,阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。
常用的java框架有哪些
1.SpringMVC,Spring Web MVC是一种基于Java的实现了Web MVC设计模式的请求驱动类型的轻量级Web框架。2.Shiro,Apache Shiro是Java的一个安全框架。3.Mybatis,MyBatis 是支持普通 SQL查询,存储过程和高级映射的优秀持久层框架。4.Dubbo,Dubbo是一个分布式服务框架。5.Maven,Maven是个项目管理和构建自动化工具。6.RabbitMQ,RabbitMQ是用Erlang实现的一个高并发高可靠AMQP消息队列服务器。7.Ehcache,EhCache 是一个纯Java的进程内缓存框架。
一些共性认知
在进行进一步深入讨论之前,先以提问的方式就一些共性认知达成一致。
提问:工作线程数是不是设置的越大越好?
回答:肯定不是的。
一来服务器CPU核数有限,同时并发的线程数是有限的,1核CPU设置10000个工作线程没有意义。
线程切换是有开销的,如果线程切换过于频繁,反而会使性能降低。
提问:调用sleep()函数的时候,线程是否一直占用CPU?
回答:不占用,等待时会把CPU让出来,给其他需要CPU资源的线程使用。
不止调用sleep()函数,在进行一些阻塞调用,例如网络编程中的阻塞accept()【等待客户端连接】和阻塞recv()【等待下游回包】也不占用CPU资源。
提问:如果CPU是单核,设置多线程有意义么,能提高并发性能么?
回答:即使是单核,使用多线程也是有意义的。
多线程编码可以让我们的服务/代码更加清晰,有些IO线程收发包,有些Worker线程进行任务处理,有些Timeout线程进行超时检测。
如果有一个任务一直占用CPU资源在进行计算,那么此时增加线程并不能增加并发,例如这样的一个代码:
while(1){ i++; }
该代码一直不停的占用CPU资源进行计算,会使CPU占用率达到100%。
通常来说,Worker线程一般不会一直占用CPU进行计算,此时即使CPU是单核,增加Worker线程也能够提高并发,因为这个线程在休息的时候,其他的线程可以继续工作。
常见服务线程模型
了解常见的服务线程模型,有助于理解服务并发的原理,一般来说互联网常见的服务线程模型有如下两种:
1. IO线程与工作线程通过队列解耦类模型
如上图,大部分Web-Server与服务框架都是使用这样的一种 IO线程与Worker线程通过队列解耦 类线程模型:
有少数几个IO线程监听上游发过来的请求,并进行收发包(生产者)
有一个或者多个任务队列,作为IO线程与Worker线程异步解耦的数据传输通道(临界资源)
有多个工作线程执行正真的任务(消费者)
这个线程模型应用很广,符合大部分场景,这个线程模型的特点是,工作线程内部是同步阻塞执行任务的(回想一下tomcat线程中是怎么执行Java程序的,dubbo工作线程中是怎么执行任务的),因此可以通过增加Worker线程数来增加并发能力,今天要讨论的重点是:“该模型Worker线程数设置为多少能达到最大的并发”。
2. 纯异步线程模型
任何地方都没有阻塞,这种线程模型只需要设置很少的线程数就能够做到很高的吞吐量,Lighttpd有一种单进程单线程模式,并发处理能力很强,就是使用的的这种模型。该模型的缺点是:
如果使用单线程模式,难以利用多CPU多核的优势
程序员更习惯写同步代码,callback的方式对代码的可读性有冲击,对程序员的要求也更高
框架更复杂,往往需要server端收发组件,server端队列,client端收发组件,client端队列,上下文管理组件,有限状态机组件,超时管理组件的支持
however,这个模型不是今天讨论的重点。
工作线程的工作模式
了解工作线程的工作模式,对量化分析线程数的设置非常有帮助:
上图是一个典型的工作线程的处理过程,从开始处理start到结束处理end,该任务的处理共有7个步骤:
从工作队列里拿出任务,进行一些本地初始化计算,例如http协议分析、参数解析、参数校验等
访问cache拿一些数据
拿到cache里的数据后,再进行一些本地计算,这些计算和业务逻辑相关
通过RPC调用下游service再拿一些数据,或者让下游service去处理一些相关的任务
RPC调用结束后,再进行一些本地计算,怎么计算和业务逻辑相关
访问DB进行一些数据操作
操作完数据库之后做一些收尾工作,同样这些收尾工作也是本地计算,和业务逻辑相关
分析整个处理的时间轴,会发现:
1)其中1,3,5,7步骤中【上图中粉色时间轴】,线程进行本地业务逻辑计算时需要占用CPU。
2)而2,4,6步骤中【上图中橙色时间轴】,访问cache、service、DB过程中线程处于一个等待结果的状态,不需要占用CPU。
进一步的分解,这个“等待结果”的时间共分为三部分:
请求在网络上传输到下游的cache、service、DB。
下游cache、service、DB进行任务处理。
cache、service、DB将报文在网络上传回工作线程。
量化分析并合理设置工作线程数
最后一起来回答工作线程数设置为多少合理的问题。
通过上面的分析,Worker线程在执行的过程中,有一部计算时间需要占用CPU,另一部分等待时间不需要占用CPU,通过量化分析,例如打日志进行统计,可以统计出整个Worker线程执行过程中这两部分时间的比例,例如:
时间轴1,3,5,7【上图中粉色时间轴】的计算执行时间是100ms 。
时间轴2,4,6【上图中橙色时间轴】的等待时间也是100ms 。
得到的结果是,这个线程计算和等待的时间是1:1,即有50%的时间在计算(占用CPU),50%的时间在等待(不占用CPU):
假设此时是单核,则设置为2个工作线程就可以把CPU充分利用起来,让CPU跑到100% 。
假设此时是N核,则设置为2N个工作线程就可以把CPU充分利用起来,让CPU跑到N*100%。
上述就是小编为大家分享的怎么在Java中设置线程数了,如果刚好有类似的疑惑,不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识,欢迎关注编程网行业资讯频道。
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