利用 DUCC 配置平台实现一个动态化线程池

2023-02-16
北京
本文字数：5558 字
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作者：京东零售张宾

1.背景

在后台开发中，会经常用到线程池技术，对于线程池核心参数的配置很大程度上依靠经验。然而，由于系统运行过程中存在的不确定性，我们很难一劳永逸地规划一个合理的线程池参数。在对线程池配置参数进行调整时，一般需要对服务进行重启，这样修改的成本就会偏高。一种解决办法就是，将线程池的配置放到配置平台侧，系统运行期间开发人员根据系统运行情况对核心参数进行动态配置。

本文以公司 DUCC 配置平台作为服务配置中心，以修改线程池核心线程数、最大线程数为例，实现一个简单的动态化线程池。

2.代码实现

当前项目中使用的是 Spring 框架提供的线程池类 ThreadPoolTaskExecutor，而 ThreadPoolTaskExecutor 底层又使用里了 JDK 中线程池类 ThreadPoolExecutor，线程池类 ThreadPoolExecutor 有两个成员方法 setCorePoolSize、setMaximumPoolSize 可以在运行时设置核心线程数和最大线程数。

setCorePoolSize 方法执行流程是：首先会覆盖之前构造函数设置的 corePoolSize，然后，如果新的值比原始值要小，当多余的工作线程下次变成空闲状态的时候会被中断并销毁，如果新的值比原来的值要大且工作队列不为空，则会创建新的工作线程。流程图如下：

setMaximumPoolSize 方法： 首先会覆盖之前构造函数设置的 maximumPoolSize，然后，如果新的值比原来的值要小，当多余的工作线程下次变成空闲状态的时候会被中断并销毁。

Spring 框架提供的线程池类 ThreadPoolTaskExecutor，此类封装了对 ThreadPoolExecutor 有两个成员方法 setCorePoolSize、setMaximumPoolSize 的调用。

基于以上源代码分析，要实现一个简单的动态线程池需要以下几步：

（1）定义一个动态线程池类，继承 ThreadPoolTaskExecutor，目的跟非动态配置的线程池类 ThreadPoolTaskExecutor 区分开；

（2）定义和实现一个动态线程池配置定时刷的类，目的定时对比 ducc 配置的线程池数和本地应用中线程数是否一致，若不一致，则更新本地动态线程池线程池数；

（3）引入公司 ducc 配置平台相关 jar 包并创建一个动态线程池配置 key；

（4）定义和实现一个应用启动后根据动态线程池 Bean 和从 ducc 配置平台拉取配置刷新应用中的线程数配置；

接下来代码一一实现：

（1）动态线程池类

/** * 动态线程池 * */public class DynamicThreadPoolTaskExecutor extends ThreadPoolTaskExecutor {}

复制代码

（2）动态线程池配置定时刷新类

@Slf4jpublic class DynamicThreadPoolRefresh implements InitializingBean {    /**     * Maintain all automatically registered and manually registered DynamicThreadPoolTaskExecutor.     */    private static final ConcurrentMap<String, DynamicThreadPoolTaskExecutor> DTP_REGISTRY = new ConcurrentHashMap<>();
    /**     * @param threadPoolBeanName     * @param threadPoolTaskExecutor     */    public static void registerDynamicThreadPool(String threadPoolBeanName, DynamicThreadPoolTaskExecutor threadPoolTaskExecutor) {        log.info("DynamicThreadPool register ThreadPoolTaskExecutor, threadPoolBeanName: {}, executor: {}", threadPoolBeanName, ExecutorConverter.convert(threadPoolBeanName, threadPoolTaskExecutor.getThreadPoolExecutor()));        DTP_REGISTRY.putIfAbsent(threadPoolBeanName, threadPoolTaskExecutor);    }
    @Override    public void afterPropertiesSet() throws Exception {        this.refresh();        //创建定时任务线程池        ScheduledExecutorService executorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(1, (new BasicThreadFactory.Builder()).namingPattern("DynamicThreadPoolRefresh-%d").daemon(true).build());        //延迟1秒执行,每个1分钟check一次        executorService.scheduleAtFixedRate(new RefreshThreadPoolConfig(), 1000L, 60000L, TimeUnit.MILLISECONDS);    }
    private void refresh() {        String dynamicThreadPool = "";        try {            if (DTP_REGISTRY.isEmpty()) {                log.debug("DynamicThreadPool refresh DTP_REGISTRY is empty");                return;            }            dynamicThreadPool = DuccConfigUtil.getValue(DuccConfigConstants.DYNAMIC_THREAD_POOL);            if (StringUtils.isBlank(dynamicThreadPool)) {                log.debug("DynamicThreadPool refresh dynamicThreadPool not config");                return;            }            log.debug("DynamicThreadPool refresh dynamicThreadPool:{}", dynamicThreadPool);            List<ThreadPoolProperties> threadPoolPropertiesList = JsonUtil.json2Object(dynamicThreadPool, new TypeReference<List<ThreadPoolProperties>>() {            });            if (CollectionUtils.isEmpty(threadPoolPropertiesList)) {                log.error("DynamicThreadPool refresh dynamicThreadPool json2Object error!{}", dynamicThreadPool);                return;            }            for (ThreadPoolProperties properties : threadPoolPropertiesList) {                doRefresh(properties);            }        } catch (Exception e) {            log.error("DynamicThreadPool refresh exception!dynamicThreadPool:{}", dynamicThreadPool, e);        }    }
    /**     * @param properties     */    private void doRefresh(ThreadPoolProperties properties) {        if (StringUtils.isBlank(properties.getThreadPoolBeanName())                || properties.getCorePoolSize() < 1                || properties.getMaxPoolSize() < 1                || properties.getMaxPoolSize() < properties.getCorePoolSize()) {            log.error("DynamicThreadPool refresh, invalid parameters exist, properties: {}", properties);            return;        }        DynamicThreadPoolTaskExecutor threadPoolTaskExecutor = DTP_REGISTRY.get(properties.getThreadPoolBeanName());        if (Objects.isNull(threadPoolTaskExecutor)) {            log.warn("DynamicThreadPool refresh, DTP_REGISTRY not found {}", properties.getThreadPoolBeanName());            return;        }        ThreadPoolProperties oldProp = ExecutorConverter.convert(properties.getThreadPoolBeanName(), threadPoolTaskExecutor.getThreadPoolExecutor());        if (Objects.equals(oldProp.getCorePoolSize(), properties.getCorePoolSize())                && Objects.equals(oldProp.getMaxPoolSize(), properties.getMaxPoolSize())) {            log.warn("DynamicThreadPool refresh, properties of [{}] have not changed.", properties.getThreadPoolBeanName());            return;        }        if (!Objects.equals(oldProp.getCorePoolSize(), properties.getCorePoolSize())) {            threadPoolTaskExecutor.setCorePoolSize(properties.getCorePoolSize());            log.info("DynamicThreadPool refresh, corePoolSize changed!{} {}", properties.getThreadPoolBeanName(), properties.getCorePoolSize());        }        if (!Objects.equals(oldProp.getMaxPoolSize(), properties.getMaxPoolSize())) {            threadPoolTaskExecutor.setMaxPoolSize(properties.getMaxPoolSize());            log.info("DynamicThreadPool refresh, maxPoolSize changed!{} {}", properties.getThreadPoolBeanName(), properties.getMaxPoolSize());        }               ThreadPoolProperties newProp = ExecutorConverter.convert(properties.getThreadPoolBeanName(), threadPoolTaskExecutor.getThreadPoolExecutor());        log.info("DynamicThreadPool refresh result!{} oldProp:{},newProp：{}", properties.getThreadPoolBeanName(), oldProp, newProp);    }
    private class RefreshThreadPoolConfig extends TimerTask {        private RefreshThreadPoolConfig() {        }
        @Override        public void run() {            DynamicThreadPoolRefresh.this.refresh();        }    }
}

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线程池配置类

@Datapublic class ThreadPoolProperties {    /**     * 线程池名称     */    private String threadPoolBeanName;    /**     * 线程池核心线程数量     */    private int corePoolSize;    /**     * 线程池最大线程池数量     */    private int maxPoolSize;}

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(3)引入公司 ducc 配置平台相关 jar 包并创建一个动态线程池配置 key

ducc 配置平台使用见：https://cf.jd.com/pages/viewpage.action?pageId=403477057

动态线程池配置 key：dynamic.thread.pool

配置 value:

[  {    "threadPoolBeanName": "submitOrderThreadPoolTaskExecutor",    "corePoolSize": 32,    "maxPoolSize": 128  }]

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(4) 应用启动刷新应用本地动态线程池配置

@Slf4jpublic class DynamicThreadPoolPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    @Override    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {        if (bean instanceof DynamicThreadPoolTaskExecutor) {            DynamicThreadPoolRefresh.registerDynamicThreadPool(beanName, (DynamicThreadPoolTaskExecutor) bean);        }        return bean;    }}

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3.动态线程池应用

动态线程池 Bean 声明

    <!-- 普通线程池 -->    <bean id="threadPoolTaskExecutor" class="com.jd.concurrent.ThreadPoolTaskExecutorWrapper">        <!-- 核心线程数，默认为 -->        <property name="corePoolSize" value="128"/>        <!-- 最大线程数，默认为Integer.MAX_VALUE -->        <property name="maxPoolSize" value="512"/>        <!-- 队列最大长度，一般需要设置值>=notifyScheduledMainExecutor.maxNum；默认为Integer.MAX_VALUE -->        <property name="queueCapacity" value="500"/>        <!-- 线程池维护线程所允许的空闲时间，默认为60s -->        <property name="keepAliveSeconds" value="60"/>        <!-- 线程池对拒绝任务（无线程可用）的处理策略，目前只支持AbortPolicy、CallerRunsPolicy；默认为后者 -->        <property name="rejectedExecutionHandler">            <!-- AbortPolicy:直接抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常 -->            <!-- CallerRunsPolicy:主线程直接执行该任务，执行完之后尝试添加下一个任务到线程池中，可以有效降低向线程池内添加任务的速度 -->            <!-- DiscardOldestPolicy:抛弃旧的任务、暂不支持；会导致被丢弃的任务无法再次被执行 -->            <!-- DiscardPolicy:抛弃当前任务、暂不支持；会导致被丢弃的任务无法再次被执行 -->            <bean class="java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$CallerRunsPolicy"/>        </property>    </bean>    <!-- 动态线程池 -->    <bean id="submitOrderThreadPoolTaskExecutor" class="com.jd.concurrent.DynamicThreadPoolTaskExecutor">        <!-- 核心线程数，默认为 -->        <property name="corePoolSize" value="32"/>        <!-- 最大线程数，默认为Integer.MAX_VALUE -->        <property name="maxPoolSize" value="128"/>        <!-- 队列最大长度，一般需要设置值>=notifyScheduledMainExecutor.maxNum；默认为Integer.MAX_VALUE -->        <property name="queueCapacity" value="500"/>        <!-- 线程池维护线程所允许的空闲时间，默认为60s -->        <property name="keepAliveSeconds" value="60"/>        <!-- 线程池对拒绝任务（无线程可用）的处理策略，目前只支持AbortPolicy、CallerRunsPolicy；默认为后者 -->        <property name="rejectedExecutionHandler">            <!-- AbortPolicy:直接抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常 -->            <!-- CallerRunsPolicy:主线程直接执行该任务，执行完之后尝试添加下一个任务到线程池中，可以有效降低向线程池内添加任务的速度 -->            <!-- DiscardOldestPolicy:抛弃旧的任务、暂不支持；会导致被丢弃的任务无法再次被执行 -->            <!-- DiscardPolicy:抛弃当前任务、暂不支持；会导致被丢弃的任务无法再次被执行 -->            <bean class="java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$CallerRunsPolicy"/>        </property>    </bean>    <!-- 动态线程池刷新配置 -->    <bean class="com.jd.concurrent.DynamicThreadPoolPostProcessor"/>    <bean class="com.jd.concurrent.DynamicThreadPoolRefresh"/>

复制代码

业务类注入 Spring Bean 后，直接使用即可

 @Resource private ThreadPoolTaskExecutor submitOrderThreadPoolTaskExecutor;
  Runnable asyncTask = ()->{...}; CompletableFuture.runAsync(asyncTask, this.submitOrderThreadPoolTaskExecutor);

复制代码

4.小结

本文从实际项目的业务痛点场景出发，并基于公司已有的 ducc 配置平台简单实现了线程池线程数量可配置。

发布于: 刚刚阅读数: 4

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/545d2d7897bbfb58ba94c69e8】。文章转载请联系作者。

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利用 DUCC 配置平台实现一个动态化线程池

1.背景

2.代码实现

3.动态线程池应用

4.小结

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