Spring Boot 全局线程池配置及应用

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灯泡将军 2024-05-22 07:52:57 ©著作权

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在高并发环境中，为了提高应用程序的性能和响应速度，线程池是一个非常重要的工具。Spring Boot 提供了便捷的方式来配置和使用全局线程池。本文将详细介绍如何在 Spring Boot 项目中配置和使用全局线程池，并结合具体代码实例进行说明。

一、线程池的概念

线程池是一种多线程处理形式，其主要目的是为了减少创建和销毁线程的时间以及系统资源的浪费。通过复用线程，能够更好地控制并发数量，提升系统性能。

二、Spring Boot 中线程池的配置

在 Spring Boot 中，可以使用 @Configuration 配置类来定义全局线程池。下面是一个简单的配置示例：

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;

import java.util.concurrent.Executor;

@Configuration
public class ThreadPoolConfig {

    @Bean(name = "taskExecutor")
    public Executor taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        // 设置核心线程数
        executor.setCorePoolSize(10);
        // 设置最大线程数
        executor.setMaxPoolSize(50);
        // 设置队列容量
        executor.setQueueCapacity(100);
        // 设置线程活跃时间（秒）
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        // 设置默认线程名称
        executor.setThreadNamePrefix("taskExecutor-");
        // 设置拒绝策略
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        // 等待所有任务结束后再关闭线程池
        executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
        // 初始化线程池
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

在上述配置中，我们定义了一个名为 taskExecutor 的线程池，并设置了核心线程数、最大线程数、队列容量、线程活跃时间以及线程名称前缀等属性。同时，我们还设置了线程池的拒绝策略为 CallerRunsPolicy，即在线程池无法处理新的任务时，由调用者所在的线程来执行任务。

三、使用线程池执行任务

配置好线程池之后，我们可以在服务中使用该线程池来执行任务。以下是一个使用示例：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class TaskService {

    @Autowired
    private TaskExecutor taskExecutor;

    @Async("taskExecutor")
    public void executeTask(int i) {
        System.out.println("Task " + i + " is running on thread: " + Thread.currentThread().getName());
    }
}

在上述代码中，我们使用 @Async 注解并指定了 taskExecutor 线程池来异步执行任务。调用 executeTask 方法时，任务会被提交到线程池中执行，而不是在调用线程中执行。

四、测试线程池

为了测试线程池的配置和使用，我们可以编写一个简单的控制器：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class TaskController {

    @Autowired
    private TaskService taskService;

    @GetMapping("/startTasks")
    public String startTasks() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            taskService.executeTask(i);
        }
        return "Tasks started!";
    }
}

通过访问 /startTasks 端点，我们可以触发 100 个任务的异步执行，并观察线程池的工作情况。每个任务都会输出当前线程的名称，从而可以验证线程池的使用情况。

五、线程池监控

为了监控线程池的运行状态，我们可以通过定时任务打印线程池的相关指标：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class ThreadPoolMonitor {

    @Autowired
    private ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor;

    @Scheduled(fixedRate = 5000)
    public void monitorThreadPool() {
        System.out.println("Active Threads: " + taskExecutor.getActiveCount());
        System.out.println("Pool Size: " + taskExecutor.getPoolSize());
        System.out.println("Queue Size: " + taskExecutor.getThreadPoolExecutor().getQueue().size());
    }
}

通过上述代码，我们可以每隔 5 秒打印一次线程池的活跃线程数、池大小和队列大小等信息，从而对线程池的运行情况进行监控和调优。