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springboot内置tomcat调优并发线程数解析

2024-04-02 19:55

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前言

本文解析springboot内置tomcat调优并发线程数的一些参数，并结合源码进行分析

参数

线程池核心线程数

server.tomcat.min-spare-threads：该参数为tomcat处理业务的核心线程数大小，默认值为10

线程池最大线程数

server.tomcat.max-threads：该参数为tomcat处理业务的最大线程数大小，默认值为200，当对并发量有一点值时可以调大该参数

请求最大连接数

server.tomcat.max-connections：该参数为请求的最大连接数，默认值为10000，注意这个参数并不是设置在线程池上的，而是在tomcat的Acceptor类（专门处理连接的线程类）来控制的，结合源码我们可以看到

在这里插入图片描述


protected void countUpOrAwaitConnection() throws InterruptedException {
        if (maxConnections==-1) return;
        LimitLatch latch = connectionLimitLatch;
        if (latch!=null) latch.countUpOrAwait();
    }

可以看到当最大连接数满了之后会进行等待

accept-count

server.tomcat.accept-count：这个参数实际上和tomcat没有太大关系，默认值为100

我们先看下文档的定义



    private int acceptCount = 100;

这个参数是服务端创建ServerSocket时操作系统控制同时连接的最大数量的，服务端接收连接是通过accept()来的，accept()是非常快的，所以accept-count的不需要太大，正常保持默认值100即可了，acceptCount这个参数和线程池无关，会被映射为backlog参数，是socket的参数，在源码的使用是在NioEndpoint类的initServerSocket方法，在tomcat中的名字是backlog在springboot内置tomcat中名字没有使用backlog而是使用acceptCount


serverSock.socket().bind(addr,getAcceptCount())


protected void initServerSocket() throws Exception {
        if (!getUseInheritedChannel()) {
            serverSock = ServerSocketChannel.open();
            socketProperties.setProperties(serverSock.socket());
            InetSocketAddress addr = (getAddress()!=null?new InetSocketAddress(getAddress(),getPort()):new InetSocketAddress(getPort()));
            // 核心代码
            serverSock.socket().bind(addr,getAcceptCount());
        } else {
            // Retrieve the channel provided by the OS
            Channel ic = System.inheritedChannel();
            if (ic instanceof ServerSocketChannel) {
                serverSock = (ServerSocketChannel) ic;
            }
            if (serverSock == null) {
                throw new IllegalArgumentException(sm.getString("endpoint.init.bind.inherited"));
            }
        }
        serverSock.configureBlocking(true); //mimic APR behavior
    }

tomcat线程池处理机制

tomcat最终使用线程池来处理业务逻辑，java默认的线程池的规则：

核心线程数满了则优先放入队列，当队列满了之后才会创建非核心线程来处理，那么tomcat是这样做的吗？

首先如果tomcat这样做，那么当达到核心线程后后续任务就需要等待了，这显然是不合理的，我们通过源码来看下tomcat是如何处理的

在AbstractEndpoint的createExecutor创建了处理业务数据的线程池


public void createExecutor() {
        internalExecutor = true;
        TaskQueue taskqueue = new TaskQueue();
        TaskThreadFactory tf = new TaskThreadFactory(getName() + "-exec-", daemon, getThreadPriority());
        executor = new ThreadPoolExecutor(getMinSpareThreads(), getMaxThreads(), 60, TimeUnit.SECONDS,taskqueue, tf);
        taskqueue.setParent( (ThreadPoolExecutor) executor);
    }

主要是使用了TaskQueue队列，ThreadPoolExecutor并不是jdk的，而是tomcat重写的。

我们从线程池的处理方法execute看起


public void execute(Runnable command) {
        execute(command,0,TimeUnit.MILLISECONDS);
    }


public void execute(Runnable command, long timeout, TimeUnit unit) {
        submittedCount.incrementAndGet();
        try {
        	// 核心代码
            super.execute(command);
        } catch (RejectedExecutionException rx) {
            if (super.getQueue() instanceof TaskQueue) {
                final TaskQueue queue = (TaskQueue)super.getQueue();
                try {
                    if (!queue.force(command, timeout, unit)) {
                        submittedCount.decrementAndGet();
                        throw new RejectedExecutionException("Queue capacity is full.");
                    }
                } catch (InterruptedException x) {
                    submittedCount.decrementAndGet();
                    throw new RejectedExecutionException(x);
                }
            } else {
                submittedCount.decrementAndGet();
                throw rx;
            }
        }
    }

又调用会jdk的execute了


public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        
        int c = ctl.get();
		// 1、工作线程数小于核心线程数则添加任务，核心线程会处理
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
		// 2、工作线程不小于核心线程数，则放到workQueue队列中
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
		// 3、否则添加任务，addWorker会进行创建线程
        else if (!addWorker(command, false))
            reject(command);
    }

从这里可以看到jdk线程池的机制，tomcat使用了自己的TaskQueue队列，所以我们看代码2处当核心线程用完了会调用队列的offer方法

我们看TaskQueue的offer


public boolean offer(Runnable o) {
        //we can't do any checks
		// parent就是指线程池，没有线程池则添加到队列
        if (parent==null) return super.offer(o);
        //we are maxed out on threads, simply queue the object
		// 线程数量已经达到了最大线程数，那么只能添加到队列
        if (parent.getPoolSize() == parent.getMaximumPoolSize()) return super.offer(o);
        //we have idle threads, just add it to the queue
		// 如果当前处理的任务数量小于当前线程池中线程的数量，那么任务放到线程池，即相当于马上会有空闲线程来处理
        if (parent.getSubmittedCount()<=(parent.getPoolSize())) return super.offer(o);
        //if we have less threads than maximum force creation of a new thread
		// TODO 核心代码，如果当前线程数量还没有达到线程池最大线程池的数量，那么就直接创建线程，这里返回false
        if (parent.getPoolSize()<parent.getMaximumPoolSize()) return false;
        //if we reached here, we need to add it to the queue
		// 最后的策略，放到队列
        return super.offer(o);
    }

可以看到当执行offer时，不是直接放到队列的，当线程池总线程数量还没达到线程池最大线程数时会返回false，返回false时就会执行线程池execute的代码3处，执行addWorker(command, false)，也就开始创建新的线程来处理当前任务了