Java线程的监控
1.线程池监控参数
线程池提供了以下几个方法可以监控线程池的使用情况:
方法 | 含义 |
getActiveCount() | 线程池中正在执行任务的线程数量 |
getCompletedTaskCount() | 线程池已完成的任务数量,该值小于等于taskCount |
getCorePoolSize() | 线程池的核心线程数量 |
getLargestPoolSize() | 线程池曾经创建过的最大线程数量。通过这个数据可以知道线程池是否满过,也就是达到了maximumPoolSize |
getMaximumPoolSize() | 线程池的最大线程数量 |
getPoolSize() | 线程池当前的线程数量 |
getTaskCount() | 线程池已经执行的和未执行的任务总数 |
通过这些方法,可以对线程池进行监控,在 ThreadPoolExecutor 类中提供了几个空方法,如 beforeExecute 方法, afterExecute 方法和 terminated 方法,可以扩展这些方法在执行前或执行后增加一些新的操作,例如统计线程池的执行任务的时间等,可以继承自 ThreadPoolExecutor 来进行扩展。
2.线程池监控类
import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; import java.util.Date; import java.util.List; import java.util.Objects; import java.util.concurrent.*; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; /** * 继承ThreadPoolExecutor类,覆盖了shutdown(), shutdownNow(), beforeExecute() 和 * afterExecute() * 方法来统计线程池的执行情况 */ public class ThreadPoolMonitor extends ThreadPoolExecutor { private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ThreadPoolMonitor.class); /** * * 保存任务开始执行的时间,当任务结束时,用任务结束时间减去开始时间计算任务执行时间 */ private ConcurrentHashMap<String, Date> startTimes; /** * * 线程池名称,一般以业务名称命名,方便区分 */ private String poolName; /** * * 调用父类的构造方法,并初始化HashMap和线程池名称 * * @param corePoolSize * 线程池核心线程数 * @param maximumPoolSize * 线程池最大线程数 * @param keepAliveTime * 线程的最大空闲时间 * @param unit * 空闲时间的单位 * @param workQueue * 保存被提交任务的队列 * @param poolName * 线程池名称 */ public ThreadPoolMonitor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, String poolName) { this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), poolName); } /** * * 调用父类的构造方法,并初始化HashMap和线程池名称 * * @param corePoolSize * 线程池核心线程数 * @param maximumPoolSize * 线程池最大线程数 * @param keepAliveTime * 线程的最大空闲时间 * @param unit * 空闲时间的单位 * @param workQueue * 保存被提交任务的队列 * @param threadFactory * 线程工厂 * @param poolName * 线程池名称 */ public ThreadPoolMonitor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, String poolName) { super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory); this.startTimes = new ConcurrentHashMap<>(); this.poolName = poolName; } /** * * 线程池延迟关闭时(等待线程池里的任务都执行完毕),统计线程池情况 */ @Override public void shutdown() { // 统计已执行任务、正在执行任务、未执行任务数量 LOGGER.info("{} Going to shutdown. Executed tasks: {}, Running tasks: {}, Pending tasks: {}", this.poolName, this.getCompletedTaskCount(), this.getActiveCount(), this.getQueue().size()); super.shutdown(); } /** * * 线程池立即关闭时,统计线程池情况 */ @Override public List<Runnable> shutdownNow() { // 统计已执行任务、正在执行任务、未执行任务数量 LOGGER.info("{} Going to immediately shutdown. Executed tasks: {}, Running tasks: {}, Pending tasks: {}", this.poolName, this.getCompletedTaskCount(), this.getActiveCount(), this.getQueue().size()); return super.shutdownNow(); } /** * * 任务执行之前,记录任务开始时间 */ @Override protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) { startTimes.put(String.valueOf(r.hashCode()), new Date()); } /** * * 任务执行之后,计算任务结束时间 */ @Override protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { Date startDate = startTimes.remove(String.valueOf(r.hashCode())); Date finishDate = new Date(); long diff = finishDate.getTime() - startDate.getTime(); // 统计任务耗时、初始线程数、核心线程数、正在执行的任务数量、 // 已完成任务数量、任务总数、队列里缓存的任务数量、池中存在的最大线程数、 // 最大允许的线程数、线程空闲时间、线程池是否关闭、线程池是否终止 LOGGER.info( "{}-pool-monitor: " + "Duration: {} ms, PoolSize: {}, CorePoolSize: {}, Active: {}, " + "Completed: {}, Task: {}, Queue: {}, LargestPoolSize: {}, " + "MaximumPoolSize: {}, KeepAliveTime: {}, isShutdown: {}, isTerminated: {}", this.poolName, diff, this.getPoolSize(), this.getCorePoolSize(), this.getActiveCount(), this.getCompletedTaskCount(), this.getTaskCount(), this.getQueue().size(), this.getLargestPoolSize(), this.getMaximumPoolSize(), this.getKeepAliveTime(TimeUnit.MILLISECONDS), this.isShutdown(), this.isTerminated()); } /** * * 创建固定线程池,代码源于Executors.newFixedThreadPool方法,这里增加了poolName * * @param nThreads * 线程数量 * @param poolName * 线程池名称 * @return ExecutorService对象 */ public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, String poolName) { return new ThreadPoolMonitor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(), poolName); } /** * * 创建缓存型线程池,代码源于Executors.newCachedThreadPool方法,这里增加了poolName * * @param poolName * 线程池名称 * @return ExecutorService对象 */ public static ExecutorService newCachedThreadPool(String poolName) { return new ThreadPoolMonitor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<>(), poolName); } /** * * * 生成线程池所用的线程,只是改写了线程池默认的线程工厂,传入线程池名称,便于问题追踪 */ static class EventThreadFactory implements ThreadFactory { private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1); private final ThreadGroup group; private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1); private final String namePrefix; /** * * 初始化线程工厂 * * @param poolName * 线程池名称 */ EventThreadFactory(String poolName) { SecurityManager s = System.getSecurityManager(); group = Objects.nonNull(s) ? s.getThreadGroup() : Thread.currentThread().getThreadGroup(); namePrefix = poolName + "-pool-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-"; } @Override public Thread newThread(Runnable r) { Thread t = new Thread(group, r, namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(), 0); if (t.isDaemon()) t.setDaemon(false); if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY) t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY); return t; } } }
ThreadPoolMonitor 类继承了 ThreadPoolExecutor 类,重写了shutdown() 、shutdownNow() 、beforeExecute() 和 afterExecute()方法来统计线程池的执行情况,这四个方法是 ThreadPoolExecutor 类预留给开发者进行扩展的方法,具体如下:
方法 | 含义 |
shutdown() | 线程池延迟关闭时(等待线程池里的任务都执行完毕),统计已执行任务、正在执行任务、未执行任务数量 |
shutdownNow() | 线程池立即关闭时,统计已执行任务、正在执行任务、未执行任务数量 |
beforeExecute(Thread t, Runnable r) | 任务执行之前,记录任务开始时间,startTimes这个HashMap以任务的hashCode为key,开始时间为值 |
afterExecute(Runnable r, Throwable t) | 任务执行之后,计算任务结束时间。统计任务耗时、初始线程数、核心线程数、正在执行的任务数量、已完成任务数量、任务总数、队列里缓存的任务数量、池中存在的最大线程数、最大允许的线程数、线程空闲时间、线程池是否关闭、线程池是否终止信息 |
监控日志:
22:50:25.376 [cellphone-pool-1-thread-3] INFO org.cellphone.common.pool.ThreadPoolMonitor - cellphone-pool-monitor: Duration: 1009 ms, PoolSize: 3, CorePoolSize: 3, Active: 1, Completed: 17, Task: 18, Queue: 0, LargestPoolSize: 3, MaximumPoolSize: 3, KeepAliveTime: 0, isShutdown: false, isTerminated: false
一般我们会依赖 beforeExecute 和 afterExecute 这两个方法统计的信息,具体原因请参考需要注意部分的最后一项。有了这些信息之后,我们可以根据业务情况和统计的线程池信息合理调整线程池大小,根据任务耗时长短对自身服务和依赖的其他服务进行调优,提高服务的可用性。
3.线程池监控注意事项
在 afterExecute 方法中需要注意,需要调用 ConcurrentHashMap 的 remove 方法移除并返回任务的开始时间信息,而不是调用 get 方法,因为在高并发情况下,线程池里要执行的任务很多,如果只获取值不移除的话,会使 ConcurrentHashMap 越来越大,引发内存泄漏或溢出问题。该行代码如下:
Date startDate = startTimes.remove(String.valueOf(r.hashCode()));
原文链接: https://www.yukx.com/xiaomengbao/article/details/1464.html 优科学习网Java线程的监控
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