1.深度分析Binder线程池的线程析线启动流程
2.从源码角度分析Tomcat的acceptCount、maxConnections、池源程池maxThreads参数
3.通过transmittable-thread-local源码理解线程池线程本地变量传递的码深原理
4.C语言实现高并发服务器上线程池原理(含源码)
5.Java并发必会,深入剖析Semaphore源码
6.ThreadPoolExecutor简介&源码解析
深度分析Binder线程池的度分启动流程
理论基础Binder
Binder它是Android中的一种进程间通信机制,它主要采用的源码是CS架构模式。Binder框架中主要涉及到4个角色Client、深度爱收款源码Server、分析ServiceManager及Binder驱动,线程析线其中Client、池源程池Server、码深ServiceManager运行在用户空间,度分Binder驱动运行在内核空间。源码
线程池线程池它是深度一种用于多线程处理形式,处理过程中将任务添加到队列,分析然后在创建线程后自动启动这些任务。线程析线线程池线程都是后台线程。每个线程都使用默认的堆栈大小,以默认的优先级运行,并处于多线程单元中。
简单的说:线程池就是创建一些线程,它们的集合称为线程池。
Binder线程池启动流程我们知道一个新的app应用程序进程在创建完成之后,它会通过调用RunTimeInit类的静态成员函数zygoteInitNative来进行启动Binder线程池。
Binder线程池启动过程中,主要调用几个关键函数:ZygoteInitNative--->onZygoteInit--->startThreadPool。
下面的源码分析主要是以android5.0版本为例。
ZygoteInitNative源码分析由于ZygoteInitNative函数是java实现的代码,实践上最终调用的是由C++实现的JNI方法。以下代码来源于系统的/frameworks/base/core/jni/androidRuntime.cpp文件中
staticvoidcom_android_internal_os_RuntimeInit_nativeZygoteInit(JNIEnv*env,jobjectclazz){ //gCurRuntime是个全局的变量,后面跟上的是另外实现的方法。gCurRuntime->onZygoteInit();}onZygoteInit源码分析onZygoteInit函数在需要源码的位置:/frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中。
该函数是pushback 源码个虚函数,并且是一个无返回值和无参数的函数virtualvoidonZygoteInit(){ //Re-enabletracingnowthatwe'renolongerinZygote.atrace_set_tracing_enabled(true);//获取进程的状态信息sp<ProcessState>proc=ProcessState::self();//打印日志信息ALOGV("Appprocess:startingthreadpool.\n");//启动线程池proc->startThreadPool();}startThreadPool源码分析startThreadPool系统实现在\frameworks\native\libs\binder\ProcessState.cpp文件中。
每一个支持Binder进程间通信机制的进程内都有一个唯一的ProcessState对象,当这个ProcessState对象的成员函数StartThreadPool函数被第一次调用的时候,它就会在当前进程中启动一个线程池,并将mThreadPoolStarted这个成员变量设置为true。
//该函数是个无参数,无返回值的函数voidProcessState::startThreadPool(){ AutoMutex_l(mLock);//判断线程池是否启动状态,启动的话就将标志信息设置为true属性。if(!mThreadPoolStarted){ mThreadPoolStarted=true;spawnPooledThread(true);}}总结Binder在android底层中是一个非常重要的机制,我们在实际的项目调用过程中,我们在app应用程序中只要实现自己的Binder本地对象的时候,跟其他服务一样,只需要将它进行启动起来,并且进行注册到ServerMananger就可以了。至于内部的实现一般是不需要去关心的。
从源码角度分析Tomcat的acceptCount、maxConnections、maxThreads参数
在深入探讨Tomcat的acceptCount、maxConnections和maxThreads参数时,首先理解它们的关键在于理解请求在服务器端的处理流程。acceptCount决定了当所有处理线程忙时,Tomcat能暂存的连接请求队列的最大长度,相当于TCP连接时的全队列容量。maxThreads则是线程池中最大线程数,负责处理实际的HTTP请求。
在连接建立阶段(图1),当客户端尝试连接时,acceptCount在ServerSocket的backlog参数中起作用,它限制了TCP连接队列的大小。接着,初始化的jstat源码线程池会通过prestartAllCoreThreads启动核心线程,为后续的SocketProcessor做准备。
在Acceptor获取Socket时,serverSocket.accept()的调用受到maxConnections的限制,防止过多的并发连接。一旦获取到Socket,就交由线程池执行SocketProcessor,进行实际的请求处理。
然而,如果处理请求的时间过长,如假设的次请求,需要无限长时间,我们需要考虑线程池的动态管理。如设置acceptCount为,maxThreads为,maxConnections为,minSpareThreads为。这意味着在高并发情况下,即使有个最大连接,acceptCount的个等待队列也足够缓冲,而maxThreads的个线程则负责处理,minSpareThreads则确保了至少有个空闲线程应对突发请求。
总结,acceptCount、maxConnections和maxThreads这三个参数共同影响了Tomcat的并发处理能力和连接队列管理,理解它们在实际应用中的配置和作用至关重要。
通过transmittable-thread-local源码理解线程池线程本地变量传递的原理
最近几周,我投入了大量的时间和精力,完成了UCloud服务和中间件迁移至阿里云的工作,因此没有空闲时间撰写文章。不过,回忆起很早之前对ThreadLocal源码的raspstill源码分析,其中提到了ThreadLocal存在向预先创建的线程中传递变量的局限性。恰好,我的一位前同事,HSBC的技术大牛,提到了团队引入了transmittable-thread-local(TTL)来解决此问题。借此机会,我深入分析了TTL源码,本文将全面分析ThreadLocal和InheritableThreadLocal的局限性,并深入探讨TTL整套框架的实现。如有对线程池和ThreadLocal不熟悉的读者,建议先阅读相关前置文章,本篇文章行文较为干硬,字数接近5万字,希望读者耐心阅读。
在Java中,没有直接的API允许子线程获取父线程的实例。获取父线程实例通常需要通过静态本地方法Thread#currentThread()。同样,为了在子线程中传递共享变量,也常采用类似的方法。然而,这种方式会导致硬编码问题,限制了方法的复用性和灵活性。为了解决这一问题,线程本地变量Thread Local应运而生,其基本原理是通过线程实例访问ThreadLocal.ThreadLocalMap来实现变量的存储与传递。
ThreadLocal与InheritableThreadLocal之间的区别主要在于控制ThreadLocal.ThreadLocalMap的创建时机和线程实例中对应的属性获取方式。通过分析源码,可以清楚地看到它们之间的联系与区别。对于不熟悉概念的读者,可以尝试通过自定义实现来理解其中的源码相减原理与关系。
ThreadLocal和InheritableThreadLocal的最大局限性在于无法为预先创建的线程实例传递变量。泛线程池Executor体系、TimerTask和ForkJoinPool等通常会预先创建线程,因此无法在这些场景中使用ThreadLocal和InheritableThreadLocal来传递变量。
TTL提供了更灵活的解决方案,它通过委托机制(代理模式)实现了变量的传递。委托可以基于Micrometer统计任务执行时间并上报至Prometheus,然后通过Grafana进行监控展示。此外,TTL通过字节码增强技术(使用ASM或Javassist等工具)实现了类加载时期替换Runnable、Callable等接口的实现,从而实现了无感知的增强功能。TTL还使用了模板方法模式来实现核心逻辑。
TTL框架的核心类TransmittableThreadLocal继承自InheritableThreadLocal,通过全局静态变量holder来管理所有TransmittableThreadLocal实例。holder实际上是一个InheritableThreadLocal,用于存储所有线程本地变量的映射,实现变量的全局共享。disableIgnoreNullValueSemantics属性的设置可以影响NULL值的处理方式,影响TTL实例的行为。
发射器Transmitter是TransmittableThreadLocal的一个公有静态类,提供传输TransmittableThreadLocal实例和注册当前线程变量至其他线程的功能。通过Transmitter的静态方法,可以实现捕获、重放和复原线程本地变量的功能。
TTL通过TtlRunnable类实现了任务的封装,确保在执行任务时能够捕获和传递线程本地变量。在任务执行前后,通过capture和restore方法捕获和重放变量,实现异步执行时上下文的传递。
启用TTL的Agent模块需要通过Java启动参数添加javaagent来激活字节码增强功能。TTL通过Instrumentation回调激发ClassFileTransformer,实现目标类的字节码增强,从而在执行任务时自动完成上下文的捕捉和传递。
TTL框架提供了一种高效、灵活的方式来解决线程池中线程复用时上下文传递的问题。通过委托机制和字节码增强技术,TTL实现了无入侵地提供线程本地变量传递功能。如果您在业务代码中遇到异步执行时上下文传递的问题,TTL库是一个值得考虑的解决方案。
C语言实现高并发服务器上线程池原理(含源码)
在高并发服务器场景中,线程池作为一种高效的多线程处理策略,旨在有效利用资源。其工作流程通常包括接收消息、分类、创建线程、传递任务、线程执行和任务完成。对于小型局域网,这种方法足够,但在广域网或大型局域网中,频繁的请求可能导致线程频繁创建和销毁,这在内存资源有限的嵌入式服务器中尤为关键。
因此,线程池技术应运而生,通过复用线程,一个线程可以处理不同任务,避免了频繁创建和销毁的开销。理解线程池的结构十分重要,它由任务队列、线程集合(包括工作线程、空闲线程和待销毁线程)和管理者线程组成。任务队列负责存储待处理任务,以先进先出的方式组织;线程集合则负责执行任务;管理者线程则负责监控线程状态,动态调整线程数量以维持最佳性能。
线程池的核心结构包括一个threadpool_t结构体,其中包含线程池状态、任务队列信息,以及用于同步操作的互斥锁。任务结构中包含处理函数的指针和相关参数。在使用时,需将分类后的处理函数与参数打包为任务,并放入队列,等待线程执行。
为了深入学习,你可以参考一些资源,例如加入Linux内核技术交流群,获取学习资料和书籍推荐。而想要在嵌入式开发领域进入互联网大厂,理解并掌握线程池的原理和实现是必不可少的。内核学习网站也是个不错的资源来源。
Java并发必会,深入剖析Semaphore源码
在深入理解Java并发编程时,必不可少的是对Semaphore源码的剖析。本文将带你探索这一核心组件,通过实践和源码解析,掌握其限流和共享锁的本质。Semaphore,中文名信号量,就像一个令牌桶,任务执行前需要获取令牌,处理完毕后归还,确保资源访问的有序进行。
首先,Semaphore主要有acquire()和release()两个方法。acquire()负责获取许可,若许可不足,任务会被阻塞,直到有许可可用。release()用于释放并归还许可,确保资源释放后,其他任务可以继续执行。一个典型的例子是,如果一个线程池接受个任务,但Semaphore限制为3,那么任务将按每3个一组执行,确保系统稳定性。
Semaphore的源码实现巧妙地结合了AQS(AbstractQueuedSynchronizer)框架,通过Sync同步变量管理许可数量,公平锁和非公平锁的实现方式有所不同。公平锁会优先处理队列中的任务,而非公平锁则按照获取许可的顺序进行。
acquire()方法主要调用AQS中的acquireSharedInterruptibly(),并进一步通过tryReleaseShared()进行许可更新,公平锁与非公平锁的区别在于判断队列中是否有前置节点。release()方法则调用releaseShared(),更新许可数量。
Semaphore的简洁逻辑在于,AQS框架负责大部分并发控制,子类只需实现tryReleaseShared()和tryAcquireShared(),专注于许可数量的管理。欲了解AQS的详细流程,可参考之前的文章。
最后,了解了Semaphore后,我们还将继续探索共享锁CyclicBarrier的实现,敬请期待下篇文章。
ThreadPoolExecutor简介&源码解析
线程池是通过池化管理线程的高效工具,尤其在多核CPU时代,利用线程池进行并行处理任务有助于提升服务器性能。ThreadPoolExecutor是线程池的具体实现,它负责线程管理和任务管理,以及处理任务拒绝策略。这个类提供了多种功能,如通过Executors工厂方法配置,执行Runnable和Callable任务,维护任务队列,统计任务完成情况等。
创建线程池需要考虑关键参数,如核心线程数(任务开始执行时立即创建),最大线程数(任务过多时限制新线程生成),线程存活时间,任务队列大小,线程工厂以及拒绝策略。JDK提供了四种拒绝策略,如默认的AbortPolicy,当资源饱和时抛出异常。此外,线程池还提供了beforeExecute和afterExecute钩子函数,用于在任务执行前后执行自定义操作。
当任务提交到线程池时,会经历一系列处理流程,包括任务的执行和线程池状态的管理。例如,如果任务队列和线程池满,会根据拒绝策略处理新任务。使用线程池时,需注意线程池容量与状态的计算,以及线程池工作线程的动态调整。
示例中,自定义线程池并重写钩子函数,创建任务后向线程池提交,可以看到线程池如何根据配置动态调整资源。但要注意,如果任务过多且无法处理,可能会抛出异常。源码分析中,submit方法实际上是调用execute,而execute内部包含Worker类和runWorker方法的逻辑,包括任务的获取和执行。
线程池的容量上限并非Integer.MAX_VALUE,而是由ctl变量的低位决定。 Doug Lea的工具函数简化了ctl的操作,使得计算线程池状态和工作线程数更加便捷。通过深入了解ThreadPoolExecutor,开发者可以更有效地利用线程池提高应用性能。
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