Java优化线程池性能的多个方法（新手必看）

Java 线程池优化涉及多个方面。要设置合适的线程池大小，需要根据应用程序的任务性质、性能要求和资源限制等多方面进行调整。

以下是一些常见的线程池优化策略。

设置适当的线程池大小

任务性质对线程池大小设置有很大影响。任务性质可分为 CPU 密集型任务、I/O 密集型任务、混合型任务、任务的执行时长、任务是否有依赖、是否依赖其他系统资源（比如数据库连接）等。

针对任务性质的线程池优化策略如下：

• CPU 密集型任务：尽量使用较小的线程池，因为 CPU 密集型任务使得 CPU 使用率很高，若线程池中的线程过多，只能增加上下文切换的次数，从而导致额外的开销。
• I/O 密集型任务：可以使用稍大的线程池，由于 I/O 操作不占用 CPU，为了不让 CPU 空闲，应加大线程数，可以让 CPU 在等待 I/O 的时候处理别的任务，充分利用 CPU 时间。
• 混合型任务：可以将任务分成 I/O 密集型任务和 CPU 密集型任务，然后分别用不同的线程池进行处理。
• 依赖其他资源：如果某个任务依赖数据库连接返回的结果，这时候等待的时间越长，CPU 空闲的时间越长，那么线程数可以设置得大一些，这样才能更好地利用 CPU。总之，线程等待时间所占比例越高，就需要越多线程；线程CPU 时间所占比例越高，就需要越少线程。

选择合适的工作等待队列类型

• SynchronousQueue：如果想要直接提交任务而不保存它们，可以使用这种类型的队列；
• LinkedBlockingQueue：链表结构的可选有界队列，根据设置的容量限制可以防止资源耗尽；
• ArrayBlockingQueue：有界队列，适用于有限的任务排队空间；
• PriorityBlockingQueue：当需要根据任务的优先级顺序执行时使用。

设置合理的线程保持活动时间

在 ThreadPoolExecutor 中，默认的线程保持活动时间为 60s，但这个值可能并不适合所有场景。在设置线程保持活动时间（keepAliveTime）参数时，我们需要考虑以下几个问题：

• 任务的性质：如果线程池主要处理短暂的、突发性的任务，设置较短的保持活动时间可以快速释放不再需要的线程，以减少资源占用。相反，如果任务执行时间较长，或者任务到来的频率较高，设置较长的保持活动时间可以避免频繁的线程创建和销毁。
• 系统资源：线程会消耗系统资源（如内存），如果系统资源有限，可能需要设置较短的保持活动时间，以便在空闲时迅速回收线程资源。此外，线程数的峰值还受限于操作系统和JVM的能力，这些限制也需要在设置保持活动时间时考虑。
• 响应时间要求：对于需要快速响应的应用程序，保持一定数量的线程活跃（即设置较长的保持活动时间）可能有助于提高响应能力，因为可以立即使用现有线程而无须等待新线程启动。
• 负载变化：如果负载具有可预测的模式，则可以根据这些模式调整保持活动时间以优化资源使用。在负载低谷时期，减少保持活动时间可以回收线程；而在负载高峰时期，增加保持活动时间可以保持更多线程活跃，以满足需求。
• 并发级别：多 CPU 系统可以承载更多的并发线程，保持活动时间可以相对较长；而单核或资源有限的系统可能需要更短的保持活动时间以减少资源竞争。

选择合适的拒绝策略

根据不同的需求，可以选择不同的拒绝策略，例如，AbortPolicy（直接拒绝）、CallerRunsPolicy（由提交任务的线程自己执行任务）、DiscardPolicy（丢弃无法处理的任务）或 DiscardOldestPolicy（抛弃队列中最早的未处理的任务）。

根据应用需求，可以自定义拒绝策略，例如，记录或持久化无法处理的任务。

在上述线程池优化策略中，我们仅提及了线程池的几个关键核心参数，其实线程池优化是一项复杂的工作，需要对系统需求和行为进行综合分析和调整，即需要根据监控的各项指标进行分析，反复测试、调整。

此外，我们可以通过一些其他方案来优化，比如，将大任务分解为多个小任务，更好地利用线程池进行并行处理，提高效率；合理安排任务的执行顺序和线程的调度，减少线程上下文切换成本等。