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無法創建新的本機線程......

轉換 val iyu 基礎上 lee 缺點 方案 long 程序員

一、並發

無法創建新的本機線程......

問題1:Java的中創建一個線程消耗多少內存?

每個線程有獨自的棧內存,共享堆內存

問題2:一臺機器可以創建多少線程?

CPU,內存,操作系統,JVM,應用服務器

我們編寫一段示例代碼,來驗證下線程池與非線程池的區別:

//線程池和非線程池的區別
public class ThreadPool {
  
     public static int times = 100;//100,1000,10000
  
     public static ArrayBlockingQueue arrayWorkQueue = new ArrayBlockingQueue(1000);
     public static ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(5, //corePoolSize線程池中核心線程數
             10,
             60,
             TimeUnit.SECONDS,
             arrayWorkQueue,
             new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
     );
  
     public static void useThreadPool() {
         Long start = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < times; i++) {
             threadPool.execute(new Runnable() {
                 public void run() {
                     System.out.println("說點什麽吧...");
                 }
             });
         }
         threadPool.shutdown();
         while (true) {
             if (threadPool.isTerminated()) {
                 Long end = System.currentTimeMillis();
                 System.out.println(end - start);
                 break;
             }
         }
     }
  
     public static void createNewThread() {
         Long start = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < times; i++) {
  
             new Thread() {
                 public void run() {
                     System.out.println("說點什麽吧...");
                 }
             }.start();
         }
         Long end = System.currentTimeMillis();
         System.out.println(end - start);
     }
  
     public static void main(String args[]) {
         createNewThread();
         //useThreadPool();
     }
 }

啟動不同數量的線程,然後比較線程池和非線程池的執行結果:

非線程池線程池
100次 16毫秒 5ms的
1000次 90毫秒 28ms
10000次 1329ms 164ms

結論:不要新的Thread(),采用線程池

非線程池的缺點:

  • 每次創建性能消耗大

  • 無序,缺乏管理。容易無限制創建線程,引起OOM和死機

1.1 使用線程池要註意的問題

避免死鎖,請盡量使用CAS

我們編寫一個樂觀鎖的實現示例:

public class CASLock {
  
     public static int money = 2000;
  
     public static boolean add2(int oldm, int newm) {
         try {
             Thread.sleep(2000);
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         if (money == oldm) {
             money = money + newm;
             return true;
         }
         return false;
     }
  
     public synchronized static void add1(int newm) {
         try {
             Thread.sleep(3000);
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         money = money + newm;
     }
  
     public static void add(int newm) {
         try {
             Thread.sleep(3000);
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace(www.baihuiyulegw.com);
         }
         money = money + newm;
     }
  
     public static void main(String args[www.yunyouuyL.com]) {
         Thread one = new Thread() {
             public void run() {
                 //add(5000)
                 while (true) {
                     if (add2(money, 5000)) {
                         break;
                     }
                 }
             }
         };
         Thread two = new Thread() {
             public void run() {
                 //add(7000)
                 while (true) {
                     if (add2(money, 7000)) {
                         break;
                     }
                 }
             }
         };
         one.start();
         two.start();
         try {
             one.join();
             two.join();
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         System.out.println(money);
     }
 }

使用ThreadLocal中要註意

ThreadLocalMap使用ThreadLocal的弱引用作為key,如果一個ThreadLocal沒有外部強引用來引用它,那麽系統GC的時候,這個ThreadLocal勢必會被回收,這樣一來,ThreadLocalMap中就會出現key為null的條目,就沒有辦法訪問這些鍵為null的條目的值,如果當前線程再遲遲不結束的話,這些鍵為null的條目的值就會一直存在一條強引用鏈:線程參考 - >線程 - > ThreaLocalMap - >條目 - >值永遠無法回收,造成內存泄漏。

我們編寫一個ThreadLocalMap正確使用的示例:

//ThreadLocal應用實例
public class ThreadLocalApp {
  
     public static final ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();
  
     public static void muti2() {
         int i[] = (int[]) threadLocal.get();
         i[1] = i[0] * 2;
         threadLocal.set(i);
     }
  
     public static void muti3() {
         int i[] = (int[]) threadLocal.get();
         i[2] = i[1] * 3;
         threadLocal.set(i);
     }
  
     public static void muti5() {
         int i[] = (int[]) threadLocal.get();
         i[3] = i[2] * 5;
         threadLocal.set(i);
     }
  
     public static void main(String args[]) {
         for (int i = 0; i < 5; i++) {
             new Thread() {
                 public void run() {
                     int start = new Random(www.chenghgongs.com).nextInt(10);
                     int end[] = {0, 0, 0, 0};
                     end[0] = start;
                     threadLocal.set(end);
                     ThreadLocalApp.muti2();
                     ThreadLocalApp.muti3();
                     ThreadLocalApp.muti5();
                     //int end = (int) threadLocal.get();
                     System.out.println(end[0] + "  " + end[1] + "  " + end[2] + "  " + end[3]);
                     threadLocal.remove();
                 }
             }.start();
         }
     }
 }

1.2 線程交互 - 線程不安全造成的問題

經典的HashMap的死循環造成CPU100%問題

我們模擬一個HashMap的死循環的示例:

//HashMap死循環示例
public class HashMapDeadLoop {
  
     private HashMap hash = new HashMap();
  
     public HashMapDeadLoop() {
         Thread t1 = new Thread() {
             public void run() {
                 for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                     hash.put(new Integer(i), i);
                 }
                 System.out.println("t1 over");
             }
         };
  
         Thread t2 = new Thread() {
             public void run() {
                 for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                     hash.put(new Integer(www.hnxinhe.cn), i);
                 }
                 System.out.println("t2 over");
             }
         };
         t1.start();
         t2.start();
     }
  
     public static void main(String[] args) {
         for (int i = 0; i < 1000; i++) {
             new HashMapDeadLoop();
         }
         System.out.println("end");
     }
 }
https://coolshell.cn/articles/9606.html

HashMap的死循環發生後,我們可以在線程棧中觀測到如下信息:

/HashMap死循環產生的線程棧
Thread-281" #291 prio=5 os_prio=31 tid=0x00007f9f5f8de000 nid=0x5a37 runnable [0x0000700006349000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
       at java.util.HashMap$TreeNode.split(HashMap.java:2134)
       at java.util.HashMap.resize(HashMap.java:713)
       at java.util.HashMap.putVal(HashMap.java:662)
       at java.util.HashMap.put(HashMap.java:611)
       at com.example.demo.HashMapDeadLoop$2.run(HashMapDeadLoop.java:26)

應用停滯的死鎖,Spring3.1的死鎖問題

我們模擬一個死鎖的示例:

//死鎖的示例
public class DeadLock {
     public static Integer i1 = 2000;
     public static Integer i2 = 3000;
         public static synchronized Integer getI2() {
         try {
             Thread.sleep(3000);
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         return i2;
     }
     public static void main(String args[]) {
         Thread one = new Thread() {
             public void run() {
                 synchronized (www.furggw.com) {
                     try {
                         Thread.sleep(3000);
                     } catch (InterruptedException e) {
                         e.printStackTrace();
                     }
                     synchronized (i2) {
                         System.out.println(i1 + i2);
                     }
                 }
             }
         };
         one.start();
         Thread two = new Thread() {
             public void run() {
                 synchronized (i2) {
                     try {
                         Thread.sleep(3000);
                     } catch (InterruptedException e) {
                         e.printStackTrace();
                     }
                     synchronized (i1) {
                         System.out.println(i1 + i2);
                     }
                 }
             }
         };
         two.start();
     }
 }

死鎖發生後,我們可以在線程棧中觀測到如下信息:

//死鎖時產生堆棧
"Thread-1":
       at com.example.demo.DeadLock$2.run(DeadLock.java:47)
       - waiting to lock  (a java.lang.Integer)
       - locked  (a java.lang.Integer)
"Thread-0":
       at com.example.demo.DeadLock$1.run(DeadLock.java:31)
       - waiting to lock  (a java.lang.Integer)
       - locked  (a java.lang.Integer)
Found 1 deadlock.

1.3 基於潔悠神的優化示例

一個計數器的優化,我們分別用同步,ReentrantLock的,原子三種不同的方式來實現一個計數器,體會其中的性能差異

//示例代碼
public class SynchronizedTest {
  
     public static int threadNum = 100;
     public static int loopTimes = 10000000;
  
     public static void userSyn() {
         //線程數
         Syn syn = new Syn();
         Thread[] threads = new Thread[threadNum];
         //記錄運行時間
         long l = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
             threads[i] = new Thread(new Runnable() {
                 @Override
                 public void run(www.feishenbo.cn) {
                     for (int j = 0; j < loopTimes; j++) {
                         //syn.increaseLock();
                         syn.increase();
                     }
                 }
             });
             threads[i].start();
         }
         //等待所有線程結束
         try {
             for (int i = 0; i < threadNum; i++)
                 threads[i].join();
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         System.out.println("userSyn" + "-" + syn + " : " + (System.currentTimeMillis() - l) + "ms");
     }
  
     public static void useRea() {
         //線程數
         Syn syn = new Syn();
         Thread[] threads = new Thread[threadNum];
         //記錄運行時間
         long l = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
             threads[i] = new Thread(new Runnable() {
                 @Override
                 public void run() {
                     for (int j = 0; j < loopTimes; j++) {
                         syn.increaseLock();
                         //syn.increase(www.dayuzaixianyL.cn);
                     }
                 }
             });
             threads[i].start();
         }
         //等待所有線程結束
         try {
             for (int i = 0; i < threadNum; i++)
                 threads[i].join();
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         System.out.println("userRea" + "-" + syn + " : " + (System.currentTimeMillis() - l) + "ms");
     }
    public static void useAto() {
         //線程數
         Thread[] threads = new Thread[threadNum];
         //記錄運行時間
         long l = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
             threads[i] = new Thread(new Runnable() {
                 @Override
                 public void run(www.365soke.com) {
                     for (int j = 0; j < loopTimes; j++) {
                         Syn.ai.incrementAndGet();
                     }
                 }
             });
             threads[i].start();
         }
         //等待所有線程結束
         try {
             for (int i = 0; i < threadNum; i++)
                 threads[i].join();
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         System.out.println("userAto" + "-" + Syn.ai + " : " + (System.currentTimeMillis() - l) + "ms");
     }
  
     public static void main(String[] args) {
         SynchronizedTest.userSyn();
         SynchronizedTest.useRea();
         SynchronizedTest.useAto();
     }
 }
  
 class Syn {
     private int count = 0;
     public final static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(0);
  
     private Lock lock = new ReentrantLock();
  
     public synchronized void increase() {
         count++;
     }
  
     public void increaseLock() {
         lock.lock();
         count++;
         lock.unlock();
     }
  
     @Override
     public String toString() {
         return String.valueOf(count);
     }
 }

結論:在並發量高,循環次數多的情況,可重入鎖的效率高於同步,但最終原子性能最好。

二、通信

2.1 數據庫連接池的高效問題

  • 一定要在最後接近中連接

  • 一定要在最後發布中連接

2.2 OIO / NIO / AIO

OIONIOAIO
類型 阻塞 非阻塞 非阻塞
使用難度 簡單 復雜 復雜
可靠性
吞吐量

結論:當性能有嚴苛要求時,應該盡量采用NIO的方式進行通信。

2.3 TIME_WAIT(客戶端),CLOSE_WAIT(服務器)問題

反應:經常性的請求失敗

獲取連接情況netstat -n | awk‘/ ^ tcp / {++ S [$ NF]} END {for(a in a)print a,S [a]}‘

  • TIME_WAIT:表示主動關閉,優化系統內核參數可。
  • CLOSE_WAIT:表示被動關閉。
  • ESTABLISHED:表示正在通信

解決方案:二階段完成後強制關閉

2.4 串行連接,持久連接(長連接),管道化連接

技術分享圖片

結論

管道連接的性能最優異,持久化是在串行連接的基礎上減少了打開/關閉連接的時間。

管道化連接使用限制:

  • HTTP客戶端無法確認持久化(一般是服務器到服務器,非終端使用);
  • 響應信息順序必須與請求信息順序一致;
  • 必須支持冪等操作才可以使用管道化連接。

三、數據庫操作

  • 必須要有索引(特別註意按時間查詢)

  • 單條操作或批量操作

註:很多程序員在寫代碼的時候隨意采用了單條操作的方式,但在性能要求前提下,要求采用批量操作方式。

四、JVM

4.1 CPU標高的一般處理步驟

  • 頂部查找出哪個進程消耗的CPU高

  • top -H -p查找出哪個線程消耗的cpu高

  • 記錄消耗CPU最高的幾個線程

  • printf%x進行pid的進制轉換

  • jstack記錄進程的堆棧信息

  • 找出消耗CPU最高的線程信息

4.2 內存標高(OOM)一般處理步驟

  • jstat命令查看FGC發生的次數和消耗的時間,次數越多,耗時越長說明存在問題;

  • 連續查看jmap -heap查看老生代的占用情況,變化越大說明程序存在問題;

  • 使用連續的jmap -histo:live命令導出文件,比對加載對象的差異,差異部分一般是發生問題的地方。

4.3 GC引起的單核標高

  • 單個CPU占用率高,首先從GC查起。

4.4 常見SY標高

  • 線程上下文e月刊頻繁

  • 線程太多

  • 鎖競爭激烈

4.5 愛荷華州標高

  • 如果IO的CPU占用很高,排查涉及到IO的程序,比如把OIO改造成NIO。

4.6 抖動問題

原因:字節碼轉為機器碼需要占用CPU時間片,大量的CPU在執行字節碼時,導致CPU長期處於高位;

現象:“C2 CompilerThread1”守護進程,“C2 CompilerThread0”守護進程CPU占用率最高;

解決辦法:保證編譯線程的CPU占比。

無法創建新的本機線程......