• 1000 个比较耗时的任务过来之后,应该是只有 10 个线程在工作,然后剩下的 990 个进队列才对啊?

    难道我八股文背错了?

    这个时候不要慌,嗦根辣条冷静一下。

    目前已知的是核心线程数,值为 10。这 10 个线程的工作流程是符合我们认知的。

    但是第 11 个任务过来的时候,本应该进入队列去排队。

    现在看起来,是直接启用最大线程数了。

    所以,我们先把测试用例修改一下:

    那么问题就来了:最后一个请求到底是怎么提交到线程池里面的?

    前面说了,Tomcat 的线程池源码和 JDK 的基本一样。

    往线程池里面提交任务的时候,会执行 execute 这个方法:

    对于 Tomcat 它会调用到 executeInternal 这个方法:

    这个方法里面,标号为 ① 的地方,就是判断当前工作线程数是否小于核心线程数,小于则直接调用 addWorker 方法,创建线程。

    标号为 ② 的地方主要是调用了 offer 方法,看看队列里面是否还能继续添加任务。

    如果不能继续添加,说明队列满了,则来到标号为 ③ 的地方,看看是否能执行 addWorker 方法,创建非核心线程,即启用最大线程数。

    把这个逻辑捋顺之后,接下来我们应该去看哪部分的代码,就很清晰了。

    主要就是去看 workQueue.offer(command) 这个逻辑。

    如果返回 true 则表示加入到队列,返回 false 则表示启用最大线程数嘛。

    这个 workQueue 是 TaskQueue,看起来一点也不眼熟:

    当然不眼熟了,因为这个是 Tomcat 自己基于 LinkedBlockingQueue 搞的一个队列。

    问题的答案就藏在 TaskQueue 的 offer 方法里面。

    所以我重点带你盘一下这个 offer 方法:

    标号为 ① 的地方,判断了 parent 是否为 null,如果是则直接调用父类的 offer 方法。说明要启用这个逻辑,我们的 parent 不能为 null。

    那么这个 parent 是什么玩意,从哪里来的呢?

    parent 就是 Tomcat 线程池,通过其 set 方法可以知道,是在线程池完成初始化之后,进行了赋值。

    也就是说,你可以理解为,在 Tomcat 的场景下,parent 不会为空。

    标号为 ② 的地方,调用了 getPoolSizeNoLock 方法:

    这个方法是获取当前线程池中有多个线程。

    所以如果这个表达式为 true:

    就表明当前线程池的线程数已经是配置的最大线程数了,那就调用 offer 方法,把当前请求放到到队列里面去。

    标号为 ③ 的地方,是判断已经提交到线程池里面待执行或者正在执行的任务个数,是否比当前线程池的线程数还少。

    如果是,则说明当前线程池有空闲线程可以执行任务,则把任务放到队列里面去,就会被空闲线程给取走执行。

    然后,关键的来了,标号为 ④ 的地方。

    如果当前线程池的线程数比线程池配置的最大线程数还少,则返回 false。

    前面说了,offer 方法返回 false,会出现什么情况?

    是不是直接开始到上图中标号为 ③ 的地方,去尝试添加非核心线程了?

    也就是启用最大线程数这个配置了。

    所以,朋友们,这个是什么情况?

    这个情况确实就和我们背的线程池的八股文不一样了啊。

    JDK 的线程池,是先使用核心线程数配置,接着使用队列长度,最后再使用最大线程配置。

    Tomcat 的线程池,就是先使用核心线程数配置,再使用最大线程配置,最后才使用队列长度。

    所以,以后当面试官给你说:我们聊聊线程池的工作机制吧?

    你就先追问一句:你是说的 JDK 的线程池呢还是 Tomcat 的线程池呢,因为这两个在运行机制上有一点差异。

    然后,你就看他的表情。

    如果透露出一丝丝迟疑,然后轻描淡写的说一句:那就对比着说一下吧。

    那么恭喜你,在这个题目上开始掌握了一点主动权。

    最后,为了让你更加深刻的理解到 Tomcat 线程池和 JDK 线程池的不一样,我给你搞一个直接复制过去就能运行的代码。

    当你把 taskqueue.setParent(executor) 这行代码注释掉的时候,它的运行机制就是 JDK 的线程池。

    当存在这行代码的时候,它的运行机制就变成了 Tomcat 的线程池。

    玩去吧。

    import org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue;
    import org.apache.tomcat.util.threads.TaskThreadFactory;
    import org.apache.tomcat.util.threads.ThreadPoolExecutor;

    import java.util.concurrent.TimeUnit;

    public class TomcatThreadPoolExecutorTest {

        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            String namePrefix = "歪歪歪-exec-";
            boolean daemon = true;
            TaskQueue taskqueue = new TaskQueue(300);
            TaskThreadFactory tf = new TaskThreadFactory(namePrefix, daemon, Thread.NORM_PRIORITY);
            ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(5,
                    150, 60000, TimeUnit.MILLISECONDS, taskqueue, tf);
            taskqueue.setParent(executor);
            for (int i = 0; i < 300; i++) {
                try {
                    executor.execute(() -> {
                        logStatus(executor, "创建任务");
                        try {
                            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    });
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            Thread.currentThread().join();
        }

        private static void logStatus(ThreadPoolExecutor executor, String name) {
            TaskQueue queue = (TaskQueue) executor.getQueue();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-" + name + "-:" +
                    "核心线程数:" + executor.getCorePoolSize() +
                    "\t活动线程数:" + executor.getActiveCount() +
                    "\t最大线程数:" + executor.getMaximumPoolSize() +
                    "\t总任务数:" + executor.getTaskCount() +
                    "\t当前排队线程数:" + queue.size() +
                    "\t队列剩余大小:" + queue.remainingCapacity());
        }
    }

    等等

    如果你之前确实没了解过 Tomcat 线程池的工作机制,那么看到这里的时候也许你会觉得确实是有一点点收获。

    但是,注意我要说但是了。

    还记得最开始的时候面试官的问题吗?

    面试官的原问题就是:一个 SpringBoot 项目能同时处理多少请求?

    那么请问,前面我讲了这么大一坨 Tomcat 线程池运行原理,这个回答,和这个问题匹配吗?

    是的,除了最开始提出的 200 这个数值之外,并不匹配,甚至在面试官的眼里完全是答非所问了。

    所以,为了把这两个“并不匹配”的东西比较顺畅的链接起来,你必须要先回答面试官的问题,然后再开始扩展。

    比如这样答:一个未进行任何特殊配置,全部采用默认设置的 SpringBoot 项目,这个项目同一时刻最多能同时处理多少请求,取决于我们使用的 web 容器,而 SpringBoot 默认使用的是 Tomcat。

    Tomcat 的默认核心线程数是 10,最大线程数 200,队列长度是无限长。但是由于其运行机制和 JDK 线程池不一样,在核心线程数满了之后,会直接启用最大线程数。所以,在默认的配置下,同一时刻,可以处理 200 个请求。

    在实际使用过程中,应该基于服务实际情况和服务器配置等相关消息,对该参数进行评估设置。

    这个回答就算是差不多了。

    但是,如果很不幸,如果你遇到了我,为了验证你是真的自己去摸索过,还是仅仅只是看了几篇文章,我可能还会追问一下:

    那么其他什么都不动,如果我仅仅加入 server.tomcat.max-connections=10 这个配置呢,那么这个时候最多能处理多少个请求?

    你可能就要猜了:10 个。

    是的,我重新提交 1000 个任务过来,在控制台输出的确实是 10 个,

    那么 max-connections 这个参数它怎么也能控制请求个数呢?

    为什么在前面的分析过程中我们并没有注意到这个参数呢?

    首先我们看一下它的默认值:

    因为它的默认值是 8192,比最大线程数 200 大,这个参数并没有限制到我们,所以我们没有关注到它。

    当我们把它调整为 10 的时候,小于最大线程数 200,它就开始变成限制项了。

    那么 max-connections 这个参数到底是干啥的呢?

    你先自己去摸索摸索吧。

    同时,还有这样的一个参数,默认是 100:

    它又是干什么的呢?

    “和连接数有关”,我只能提示到这里了,自己去摸索吧。

    再等等

    通过前面的分析,我们知道了,要回答“一个 SpringBoot 项目默认能处理的任务数”,这个问题,得先明确其使用的 web 容器。

    那么问题又来了:SpringBoot 内置了哪些容器呢?

    前面我们都是基于 Tomcat 分析的,如果我们换一个容器呢?

    比如换成 Undertow,这个玩意我只是听过,没有实际使用过,它对我来说就是一个黑盒。

    管它的,先换了再说。

    从 Tomcat 换成 Undertow,只需要修改 Maven 依赖即可,其他什么都不需要动:

    再次启动项目,从日志可以发现已经修改为了 Undertow 容器:

    此时我再次执行 MainTest 方法,还是提交 1000 个请求:

    从日志来看,发现只有 48 个请求被处理了。

    就很懵逼,48 是怎么回事儿,怎么都不是一个整数呢,这让强迫症很难受啊。

    这个时候你的想法是什么,是不是想要看看 48 这个数字到底是从哪里来的?

    怎么看?

    之前找 Tomcat 的 200 的时候不是才教了你的嘛,直接往 Undertow 上套就行了嘛。

    打线程 Dump,然后看堆栈消息:

    发现 EnhancedQueueExecutor 这个线程池,接着在这个类里面去找构建线程池时的参数。

    很容易就找到了这个构造方法:

    所以,在这里打上断点,重启项目。

    通过 Debug 可以知道,关键参数都是从 builder 里面来的。

    而 builder 里面,coreSize 和 maxSize 都是 48,队列长度是 Integer.MAX_VALUE。

    所以看一下 Builder 里面的 coreSize 是怎么来的。

    点过来发现 coreSize 的默认值是 16:

    不要慌,再打断点,再重启项目。

    然后你会在它的 setCorePoolSize 方法处停下来,而这个方法的入参就是我们要找的 48:

    顺藤摸瓜,重复几次打断点、重启的动作之后,你会找到 48 是一个名为 WORKER_TASK_CORE_THREADS 的变量,是从这里来的:

    而 WORKER_TASK_CORE_THREADS 这个变量设置的地方是这样的:

    而这里的 workerThreads 取值是这样的:

    取的是机器的 CPU 个数乘以 8。

    所以我这里是 6*8=48。

    哦,真相大白,原来 48 是这样来的。

    没意思。

    确实没意思,但是既然都已经替换为 Undertow 了,那么你去研究一下它的 NIO ByteBuffer、NIO Channel、BufferPool、XNIO Worker、IO 线程池、Worker 线程池...

    然后再和 Tomcat 对比着学,

    就开始有点意思了。

    最后再等等

    这篇文章是基于“一个 SpringBoot 项目能同时处理多少请求?”这个面试题出发的。

    但是经过我们前面简单的分析,你也知道,这个问题如果在没有加一些特定的前提条件的情况下,答案是各不一样的。

    比如我再给你举一个例子,还是我们的 Demo,只是使用一下 @Async 注解,其他什么都不变:

    再次启动项目,发起访问,日志输出变成了这样:

    同时能处理的请求,直接从 Tomcat 的默认 200 个变成了 8 个?

    因为 @Async 注解对应的线程池,默认的核心线程数是 8。

    之前写过这篇文章《别问了,我真的不喜欢@Async这个注解!》分析过这个注解。

    所以你看,稍微一变化,答案看起来又不一样了,同时这个请求在内部流转的过程也不一样了,又是一个可以铺开谈的点。

    在面试过程中也是这样的,不要急于答题,当你觉得面试官问题描述的不清楚的地方,你可以先试探性的问一下,看看能不能挖掘出一点他没有说出来的默认条件。

    当“默认条件”挖掘的越多,你的回答就会更容易被面试官接受。而这个挖掘的过程,也是面试过程中一个重要的表现环节。

    而且,有时候,面试官就喜欢给出这样的“模糊”的问题,因为问题越模糊,坑就越多,当面试者跳进自己挖好的坑里面的时候,就是结束一次交锋的时候;当面试者看出来自己挖好的坑,并绕过去的时候,也是结束一轮交锋的时候。

    所以,不要急于答题,多想,多问。不管是对于面试者还是面试官,一个好的面试体验,一定不是没有互动的一问一答,而是一个相互拉锯的过程。

    07-17 20:22