tomcat线程池原理及参数释义
作者：互联网
一、tomcat线程池介绍
一、tomcat线程池介绍
Tomcat是使用最广的Java Web容器，功能强大，可扩展性强。最新版本的Tomcat（5.5.17）为了提高响应速度和效率，使用了Apache Portable Runtime（APR）作为最底层，使用了APR中包含Socket、缓冲池等多种技术，性能也提高了。APR也是Apache HTTPD的最底层。可想而知，同属于ASF（Apache Software Foundation）中的成员，互补互用的情况还是很多的，虽然使用了不同的开发语言。
Tomcat 的线程池位于tomcat-util.jar文件中，包含了两种线程池方案。
方案一：使用APR的Pool技术，使用了JNI；
方案二：使用Java实现的ThreadPool。这里介绍的是第二种。如果想了解APR的Pool技术，可以查看APR的源代码。
二、tomcat线程池工作原理
tomcat线程池有如下参数：
maxThreads, 最大线程数，tomcat能创建来处理请求的最大线程数
maxSpareTHreads, 最大空闲线程数，在最大空闲时间内活跃过，但现在处于空闲，若空闲时间大于最大空闲时 间，则回收，小于则继续存活，等待被调度。
minSpareTHreads,最小空闲线程数，无论如何都会存活的最小线程数
acceptCount, 最大等待队列数 ，请求并发大于tomcat线程池的处理能力，则被放入等待队列等待被处理。
maxIdleTime, 最大空闲时间，超过这个空闲时间，且线程数大于最小空闲数的，都会被回收
tomcat原理如上图
举例说明：以上述线程池为例，一开始就创建最小空闲数的线程在池里，20个，当同一时间请求数量大于最小空闲数20，比如来了50个并发请求，那么线程池还需要创建30个线程来处理请求。这时候当请求都处理完了，持续来的请求低于50个的时候，那么当时间过了60秒，并发数还是没有达到50，那么从第50个线程开始，线程池将按照，空闲时间达到60s的，开始逐个回收，49个，48个，47个，如此回收。如果并发请求小于20个，那么线程池会回收至20个的时候，停止回收，这就是最小空闲数的作用，即使一个请求都没有，那么线程池也得保证随时都有20个。所谓空闲回收是指：一个线程在60s的时间内，一直处于等待。那么就可以判定该线程是空闲。如果这个空闲线程是在最小空闲数以上，则会被回收。当请求并发高于500最大空闲数的时候，线程池是会继续创建线程的，来满足特大突发性并发。当并发请求数降下之后，线程池中有空闲，那么，无论线程空闲时间是否达到60s，线程池都会进行回收至500。500以类的线程也会根据空闲时间是否大于60s来判断是否需要进行回收。
Tomcat线程池在工作的时候，实际情况是：
ThreadPool默认创建了5个线程，保存在一个200的线程数组中，创建时就启动了这些线程，当然在没有请求时，它们都处理“等待”状态（其实就是一个while循环，不停的等待notify）。如果有请求时，空闲线程会被唤醒执行用户的请求。
具体的请求过程是： 服务启动时，创建一个一维线程数组（maxThread＝200个），并创建空闲线程(minSpareThreads＝5个)随时等待用户请求。 当有用户请求时，调用 threadpool.runIt(ThreadPoolRunnable)方法，将一个需要执行的实例传给ThreadPool中。其中用户需要执行的实例必须实现ThreadPoolRunnable接口。 ThreadPool 首先查找空闲的线程，如果有则用它运行要执行ThreadPoolRunnable；如果没有空闲线程并且没有超过maxThreads，就一次性创建 minSpareThreads个空闲线程；如果已经超过了maxThreads了，就等待空闲线程了。总之，要找到空闲的线程，以便用它执行实例。找到后，将该线程从线程数组中移走。 接着唤醒已经找到的空闲线程，用它运行执行实例（ThreadPoolRunnable）。 运行完ThreadPoolRunnable后，就将该线程重新放到线程数组中，作为空闲线程供后续使用。
2.下面我们详细结合实际情况来阐述tomcat线程池在实际运用中，是如何工作的，如何处理并发的。
可以结合这个来看，最高的线程如果是繁忙的话，那么说明tomcat线程已经被打满了。
在短时间周期内，如果线程数忽然持续走高，说明有突发性请求已经打过来，且正在创建更多的线程去执行，这时候创建线程的过程中，请求处于被等待，越是最后的请求被等待的时间越长。而过一段时间，线程数降下去很多的话，说明突发性请求已经过去了，线程池里的线程空闲时间达到了最大空闲时间，比如60s，那么即将被回收。
我个人觉得，这种现象应该被归属于不健康状态。因为请求来了，如果等待的线程只有10个以下，那么等待时间不会太长。但是如果等待时间达到10个以上，等待时间就会呈几何方式上升的，且线程处理时间也会呈几何倍数上升，因为同一个线程池里的线程之间要相互竞争CPU资源，比如现在tomcat运行中有1000个线程，假如每个CPU的时间片为0.01秒，那么，轮到第1000个线程执行时，该线程实际已经等待了999个时间片*0.01=1秒了，这还只是一次时间片执行，0.01秒相当于10ms，而咱们的一个请求正常情况下的时间是：30ms，那一个请求要成功就需要等待3次cpu时间片来执行，如果tomcat线程池一直有1000个在运行，那正常情况下一个请求的执行时间应该是：0.03+999*0.01*3=3.03s，可想而知，执行一个请求只需要30ms，可是却要等待需要3s，这是相当不靠谱的且难以接受的。再假如，时间片是20ms，那么一个请求从进入等待到执行完毕的执行时间应该是多少？0.03+999*0.02*(0.03/0.02=取大于整数=2)+CPU切换时间a*999次=4.03s+999a，这已经很夸张了吧！
咱们还可以理想一点，加入线程池里只有500个活跃线程，那么上面的公式应该是：当cpu时间片为0.01s时，最后一个请求需要处理成功，需要用时：0.03+500*0.01*3= 1.53s，当cpu时间片为0.02s时，最后一个请求需要处理成功，需要用时：0.03+500*0.02*2= 2.03s，当cpu时间片为0.03s时，最后一个请求需要处理成功，需要用时：0.03+500*0.03*1= 1.53s。
但是这只是cpu执行时间，还要加上网络传输，创建线程时间，cpu切换线程所需时间，还有其他时间，总共加起来，就是一个很可怕的时间了。所以，即使tomcat有线程池，但最好不要总是超过最小空闲数，这是最优的情况，最次的情况就是tomcat线程池中线程数超过最大空闲数了，线程们总是繁忙地工作，宕机随时有可能。
而健康状态是：线程池保持最小空闲数才算是健康，如果你的tomcat线程数总是超过最小空闲数，那么你的程序随时都处于繁忙状态，这时候出错的几率已经大大增加。是时候需要被重点关注了。
由此可以看出，Tomcat的线程池实现是比较简单的，ThreadPool.java也只有840行代码。用一个一维数组保存空闲的线程，每次以一个较小步伐（5个）创建空闲线程并放到线程池中。使用时从数组中移走空闲的线程，用完后，再“归还”给线程池。
ThreadPool提供的仅仅是线程池的实现，而如何使用线程池也是有很大学问的。让我们看看Tomcat是如何使用ThreadPool的吧。
Tomcat有两种EndPoint，分别是AprEndpoint和PoolTcpEndpoint。前者自己实现了一套线程池（其实这和Tomcat 老版本的方案是相同的，至今Tomcat中还保留着老版本的线程池，PoolTcpEndpoint也有类似的代码，通过“策略”可以选择不同的线程池方案）。我们只关注PoolTcpEndpoint如何使用ThreadPool的。
首先，PoolTcpEndpoint创建了一个ThreadPoolRunnable实例——LeaderFollowerWorkerThread，实际上该实例就是接收（Accept）并处理（Process）用户socket请求。接着将该实例放进ThreadPool中并运行，此时就可以接收用户的请求了。
当有Socket请求时，LeaderFollowerWorkerThread首先获得了Socket实例，注意此时LeaderFollowerWorkerThread并没有急着处理该Socket，而是在响应Socket消息前，再次将LeaderFollowerWorkerThread放进ThreadPool中，从而它（当然是另外一个线程了）可以继续处理其他用户的Socket请求；接着，拥有Socket的LeaderFollowerWorkerThread再来处理该用户的Socket请求。
整个过程与传统的处理用户Socket请求是不同的，也和Tomcat老版本不同。传统的处理方法是：有一个后台运行的监听线程负责统一处理接收（注意只是“接收”）Socket请求，当有新的Socket请求时，将它赋值给一个Worker线程（通常是唤醒该线程），并有后者处理Socket请求，监听线程继续等待其他Socket请求。所以整个过程中有一个从Listener到Worker切换的过程。
而新版本Tomcat很有创造性的使用了另外一种方法，正如前文所描述的，接收和处理某个用户Socket请求的始终是由一个线程全程负责，没有切换到其他线程处理，少了这种线程间的切换是否更有效率呢？我还不能确认。不过这种使用方式确实有别于传统模式，有种耳目一新的感觉。
参考：
https://blog.csdn.net/li396864285/article/details/49331369
标签：Socket,tomcat,Tomcat,线程,释义,空闲,请求 来源： https://www.cnblogs.com/duanxz/p/14609153.html