学习分享-Tomcat 的线程池在工作方式上与普通的 Java 线程池的区别

前言

最近在学习过程中遇到在某个场景下：修改某条数据时，给该线程上分布式写锁，然后引入延迟队列处理其他请求；这个方案有一定的缺点，因为在用到消息队列时，不存在占用过多线程从而导致OOM的问题，消费者组只会安排固定的几个线程去拉取消息，如果碰到上面那种拿不到锁的情况，阻塞等待就好。

上面这个场景设计到了Tomcat 的线程池，因此做一些分享。

Tomcat 的线程池在工作方式上有一些不同于普通的 Java 线程池 (如 ThreadPoolExecutor) 的地方，尤其是在处理线程的创建和任务的排队方面。

普通线程池（ThreadPoolExecutor）的工作方式

普通的 Java 线程池 (ThreadPoolExecutor) 按以下顺序处理任务：

核心线程 ：首先会创建和使用核心线程来处理任务，直到核心线程数达到 corePoolSize。
阻塞队列：如果核心线程都在忙，并且有新的任务进来，任务会被放入阻塞队列（workQueue）中。
最大线程数 ：如果阻塞队列满了，并且还有新的任务，线程池会创建新的线程，直到线程总数达到 maximumPoolSize。
拒绝策略 ：如果线程总数已经达到了 maximumPoolSize，并且阻塞队列也满了，新来的任务会根据拒绝策略（RejectedExecutionHandler）来处理。

Tomcat 线程池的工作方式

Tomcat 使用了一个自定义的线程池实现，它在处理请求时的行为与普通线程池有一些不同：

核心线程与最大线程 ：Tomcat 线程池中的 maxThreads 参数对应于普通线程池中的 maximumPoolSize，而 minSpareThreads 参数则与 corePoolSize 类似，但有一些不同。
直接创建新线程 ：Tomcat 在线程创建方面更加激进，当有新的请求进来时，如果所有当前线程都在忙，它会立即尝试创建新的线程，直到达到 maxThreads 数量。
任务队列 ：Tomcat 也有一个任务队列（acceptCount），但它的作用是当所有 maxThreads 都在忙时，用于排队等待处理的请求数量。如果这个队列也满了，新的请求会被拒绝或连接被关闭。
线程回收 ：Tomcat 会回收空闲的线程，保持至少 minSpareThreads 数量的线程处于空闲状态以便应对新的请求。

具体的区别

线程创建时机：
- 普通线程池：先使用核心线程，然后任务进入队列，再创建额外线程。
- Tomcat 线程池：在核心线程忙时，会直接创建新的线程直到 maxThreads。
队列的使用：
- 普通线程池：核心线程忙时，任务排队，队列满时才创建新的线程。
- Tomcat 线程池：在所有线程都忙时，任务才进入队列。
参数配置：
- 普通线程池：corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, workQueue。
- Tomcat 线程池：maxThreads, minSpareThreads, acceptCount 等。

示例

普通线程池（ThreadPoolExecutor）示例

java 复制代码

ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
    10, // corePoolSize
    20, // maximumPoolSize
    60L, // keepAliveTime
    TimeUnit.SECONDS, // unit
    new LinkedBlockingQueue<Runnable>(100) // workQueue
);

Tomcat 线程池配置示例（在`server.xml`中）

xml 复制代码

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443"
           maxThreads="200"
           minSpareThreads="25"
           acceptCount="100"
           maxConnections="5000"/>

在这个配置中：

maxThreads ：最大线程数，表示 Tomcat 能够创建的最大工作线程数（类似于 maximumPoolSize）。
minSpareThreads：最小空闲线程数，即使没有请求，Tomcat 也会保持的空闲线程数。
acceptCount：最大排队请求数，当所有线程都在忙时，新的请求会进入这个队列。

总结

普通线程池：主要通过核心线程处理任务，队列排队，最后才扩展到最大线程数。
Tomcat 线程池 ：更注重快速响应，会在核心线程忙时立即创建新线程，直到达到 maxThreads，只有在所有线程都忙时才使用队列来排队请求。

这种差异使得 Tomcat 在处理高并发 Web 请求时更加高效，因为它能够迅速扩展线程池以应对突然增加的请求负载，同时保持合理的空闲线程数来应对新请求。