记CompletableFuture默认线程池踩坑经历

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于 2025-02-11 12:06:08 首次发布

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前言

在Java8开始引入了全新的CompletableFuture类，它是Future接口的一个实现类。也就是在Future接口的基础上，额外封装提供了一些执行方法，用来解决Future使用场景中的一些不足，对流水线处理能力提供了支持。

当我们需要进行异步处理的时候，我们可以通过CompletableFuture.supplyAsync方法，传入一个具体的要执行的处理逻辑函数，这样就轻松的完成了CompletableFuture的创建与触发执行。相信大部分都用过这种方法执行过异步任务。

背景

之前项目中有个接口，后来开放给业务方第三方系统调用。由于没有限流，并发量很大，高峰期时反馈接口响应慢。重启服务后刚开始正常，过一会又慢了。

排查过程

大概排查思路：

服务器cpu、内存
jstack查看堆栈信息
使用arthas的dashboard命令查看jvm各项指标

经过如上排查，发现有大量http请求，线程状态waiting。后来开始翻代码。。。

原因分析

由于这个接口内部使用了CompletableFuture.supplyAsync方法执行并发任务。但是使用的默认方法，没有传入线程池参数。所以进入代码查看。

// 默认方法
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier) {
    // 第一个参数asyncPool是一个线程池实现类
    return asyncSupplyStage(asyncPool, supplier);
}


// 带线程池的方法
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier,
                                                       Executor executor) {
    return asyncSupplyStage(screenExecutor(executor), supplier);
}

先看看asyncPool是个什么东西？

useCommonPool=true，则返回ForkJoinPool静态变量common。否则，返回一个ThreadPerTaskExecutor实例。看代码是每个任务创建一个线程执行。

继续看useCommonPool是如何赋值的？

1、判断ForkJoinPool.getCommonPoolParallelism() > 1

2、接着看conmon.config

在ForkJoinPool.makeCommonPool方法中，如果没有指定java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism变量，则parallelism=cpu内核数-1。最小值1。

在ForkJoinPool构造方法中，config = (parallelism & SMASK) | mode。其中SMASK=0xffff，mode是传入的静态常量LIFO_QUEUE=0。所以计算逻辑是先与后或操作。如果parallelism<0xffff，config=parallelism。（在没有指定parallelism变量情况下，一般cpu核数也不会超过0xffff，即65535）。

3、再回到第一步

int par = common.config & SMASK。所以也等于parallelism。

最后commonParallelism = par > 0 ? par : 1。实际也等于parallelism。

总结：

静态boolean变量useCommonPool，根本逻辑是判断cpu内核数是否大于2（因为commonParallelism=cpu内核数-1）。

所以，如果调用CompletableFuture.supplyAsync方法没有指定线程池，则默认使用一个线程数=cpu内核-1的线程池。如果cpu内核<=2。则每个任务单独启动一个线程（注意：这种极端情况也是非常容易出现问题的，如果并发很大，每个任务都启动一个线程，最终会把cpu耗死）。

解决方法

调用CompletableFuture.supplyAsync带线程池参数的方法，并定义一个静态线程池。

private static final ExecutorService POOL = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 3);

// 或者直接写死线程数
private static final ExecutorService POOL = Executors.newFixedThreadPool(50);