讀完 RocketMQ 源碼，我學會了如何優雅的創建執行緒
RocketMQ 是一款開源的分散式消息系統，基於高可用分散式集群技術，提供低延時、高可靠的消息發布與訂閱服務。
這篇文章，筆者整理了 RocketMQ 源碼中創建執行緒的幾點技巧，希望大家讀完之後，能夠有所收穫。
1 創建單執行緒
首先我們先溫習下常用的創建單執行緒的兩種方式：
- 實現 Runnable 介面
- 繼承 Thread 類
▍一、實現 Runnable 介面
圖中，MyRunnable 類實現了 Runnable 介面的 run 方法，run 方法中定義具體的任務程式碼或處理邏輯，而Runnable 對象是作為執行緒構造函數的參數。
▍二、 繼承 Thread 類
執行緒實現類直接繼承 Thread ，本質上也是實現 Runnable 介面的 run 方法。
2 單執行緒抽象類
創建單執行緒的兩種方式都很簡單，但每次創建執行緒程式碼顯得有點冗餘，於是 RocketMQ 里實現了一個抽象類 ServiceThread 。
我們可以看到抽象類中包含了如下核心方法：
- 定義執行緒名；
- 啟動執行緒；
- 關閉執行緒。
下圖展示了 RocketMQ 眾多的單執行緒實現類。
實現類的編程模版類似 ：
我們僅僅需要繼承抽象類，並實現 getServiceName 和 run 方法即可。啟動的時候，調用 start 方法 ， 關閉的時候調用 shutdown 方法。
3 執行緒池原理
執行緒池是一種基於池化思想管理執行緒的工具，執行緒池維護著多個執行緒，等待著監督管理者分配可並發執行的任務。這避免了在處理短時間任務時創建與銷毀執行緒的代價。執行緒池不僅能夠保證內核的充分利用，還能防止過分調度。
JDK中提供的 ThreadPoolExecutor 類，是我們最常使用的執行緒池類。
| 參數名 | 作用 |
|---|---|
| corePoolSize | 隊列沒滿時，執行緒最大並發數 |
| maximumPoolSizes | 隊列滿後執行緒能夠達到的最大並發數 |
| keepAliveTime | 空閑執行緒過多久被回收的時間限制 |
| unit | keepAliveTime 的時間單位 |
| workQueue | 阻塞的隊列類型 |
| threadPoolFactory | 改變執行緒的名稱、執行緒組、優先順序、守護進程狀態 |
| RejectedExecutionHandler | 超出 maximumPoolSizes + workQueue 時，任務會交給RejectedExecutionHandler來處理 |
任務的調度通過執行 execute方法完成，方法的核心流程如下：
- 如果 workerCount < corePoolSize，創建並啟動一個執行緒來執行新提交的任務。
- 如果 workerCount >= corePoolSize，且執行緒池內的阻塞隊列未滿，則將任務添加到該阻塞隊列中。
- 如果 workerCount >= corePoolSize && workerCount < maximumPoolSize，且執行緒池內的阻塞隊列已滿，則創建並啟動一個執行緒來執行新提交的任務。
- 如果 workerCount >= maximumPoolSize，並且執行緒池內的阻塞隊列已滿, 則根據拒絕策略來處理該任務, 默認的處理方式是直接拋異常。
4 執行緒池封裝
在 RocketMQ 里 ，網路請求都會攜帶命令編碼，每種命令映射對應的處理器，而處理器又會註冊對應的執行緒池。
當服務端 Broker 接收到發送消息命令時，都會有單獨的執行緒池 sendMessageExecutor 來處理這種命令請求。
基於 ThreadPoolExecutor 做了一個簡單的封裝 ，BrokerFixedThreadPoolExecutor 構造函數包含六個核心參數：
- 核心執行緒數和最大執行緒數相同 ，數量是：cpu核數和4比較後的最小值；
- 空閑執行緒的回收的時間限制，默認1分鐘；
- 發送消息隊列，有界隊列，默認10000；
- 執行緒工廠 ThreadFactoryImpl ，定義了執行緒名前綴：SendMessageThread_ 。
RocketMQ 實現了一個簡單的執行緒工廠：ThreadFactoryImpl，執行緒工廠可以定義執行緒名稱，以及是否是守護執行緒 。
開源項目 Cobar ，Xmemcached，Metamorphosis 中都有類似執行緒工廠的實現 。
5 執行緒名很重要
執行緒名很重要，執行緒名很重要，執行緒名很重要 ，重要的事情說三遍。
我們看到 RocketMQ 中，無論是單執行緒抽象類還是多執行緒的封裝都會配置執行緒名 ，因為通過執行緒名，非常容易定位問題，從而大大提升解決問題的效率。
定位的媒介常見有兩種：日誌文件和堆棧記錄。
▍一、日誌文件
經常處理業務問題的同學，一定都經常與日誌打交道。
- 查看 ERROR 日誌，追溯到執行執行緒， 要是執行緒池隔離做的好，基本可以判斷出哪種業務場景出了問題；
- 通過查看執行緒列印的日誌，推斷執行緒調度是否正常，比如有的定時任務執行緒列印了開始，沒有列印結束，推論當前執行緒可能已經掛掉或者阻塞。
▍二、堆棧記錄
jstack 是 java 虛擬機自帶的一種堆棧跟蹤工具 ，主要用來查看 Java 執行緒的調用堆棧，執行緒快照包含當前 java 虛擬機內每一條執行緒正在執行的方法堆棧的集合，可以用來分析執行緒問題。
jstack -l 進程pid
筆者查看執行緒堆棧，一般關注如下幾點：
- 當前 jvm 進程中的執行緒數量和執行緒分類是否在預期的範圍內；
- 系統介面超時或者定時任務停止的異常場景下 ，分析堆棧中是否有鎖未釋放，或者執行緒一直等待網路通訊響應；
- 分析 jvm 進程中哪個執行緒佔用的 CPU 最高。
6 總結
本文是RocketMQ 系列文章的開篇，和朋友們簡單聊聊 RocketMQ 源碼里創建執行緒的技巧。
-
單執行緒抽象類 ServiceThread
使用者只需要實現業務邏輯以及定義執行緒名即可 ，不需要寫冗餘的程式碼。
-
執行緒池封裝
適當封裝，定義執行緒工廠，併合理配置執行緒池參數。
-
執行緒名很重要
文件日誌，堆棧記錄配合執行緒名能大大提升解決問題的效率。
RocketMQ 的多執行緒編程技巧很多，比如執行緒通訊，並發控制，執行緒模型等等，後續的文章會一一為大家展現。
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