讀完 RocketMQ 源碼，我學會了如何優雅的創建線程
RocketMQ 是一款開源的分布式消息系統，基于高可用分布式集群技術，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 源碼中創建線程的幾點技巧，希望大家讀完之后，能夠有所收獲。
一、創建單線程
首先我們先溫習下常用的創建單線程的兩種方式：
實現 Runnable 接口
繼承 Thread 類
1.實現 Runnable 接口
圖中，MyRunnable 類實現了 Runnable 接口的 run 方法，run 方法中定義具體的任務代碼或處理邏輯，而Runnable 對象是作為線程構造函數的參數。
2.繼承 Thread 類
線程實現類直接繼承 Thread ，本質上也是實現 Runnable 接口的 run 方法。
二、單線程抽象類
創建單線程的兩種方式都很簡單，但每次創建線程代碼顯得有點冗余，于是 RocketMQ 里實現了一個抽象類 ServiceThread 。
抽象類 ServiceThread
我們可以看到抽象類中包含了如下核心方法：
- 定義線程名；
- 啟動線程；
- 關閉線程。
下圖展示了 RocketMQ 眾多的單線程實現類。
實現類的編程模版類似 ：
我們僅僅需要繼承抽象類，并實現 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。
三、線程池原理
線程池是一種基于池化思想管理線程的工具，線程池維護著多個線程，等待著監督管理者分配可并發執行的任務。這避免了在處理短時間任務時創建與銷毀線程的代價。線程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，是我們最常使用的線程池類。
ThreadPoolExecutor構造函數
參數名 | 作用 |
corePoolSize | 隊列沒滿時，線程最大并發數 |
maximumPoolSizes | 隊列滿后線程能夠達到的最大并發數 |
keepAliveTime | 空閑線程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 | 改變線程的名稱、線程組、優先級、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，創建并啟動一個線程來執行新提交的任務。
- 如果 workerCount >= corePoolSize，且線程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，且線程池內的阻塞隊列已滿，則創建并啟動一個線程來執行新提交的任務。
- 如果 workerCount >= maximumPoolSize，并且線程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。
四、線程池封裝
在 RocketMQ 里 ，網絡請求都會攜帶命令編碼，每種命令映射對應的處理器，而處理器又會注冊對應的線程池。
當服務端 Broker 接收到發送消息命令時，都會有單獨的線程池 sendMessageExecutor 來處理這種命令請求。
基于 ThreadPoolExecutor 做了一個簡單的封裝 ，BrokerFixedThreadPoolExecutor 構造函數包含六個核心參數：
- 核心線程數和最大線程數相同 ，數量是：cpu核數和4比較后的最小值；
- 空閑線程的回收的時間限制，默認1分鐘；
- 發送消息隊列，有界隊列，默認10000；
- 線程工廠 ThreadFactoryImpl ，定義了線程名前綴：SendMessageThread_ 。
RocketMQ 實現了一個簡單的線程工廠：ThreadFactoryImpl，線程工廠可以定義線程名稱，以及是否是守護線程 。
線程工廠
開源項目 Cobar ，Xmemcached，Metamorphosis 中都有類似線程工廠的實現 。
五、線程名很重要
線程名很重要，線程名很重要，線程名很重要 ，重要的事情說三遍。
我們看到 RocketMQ 中，無論是單線程抽象類還是多線程的封裝都會配置線程名 ，因為通過線程名，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：日志文件和堆棧記錄。
1.日志文件
經常處理業務問題的同學，一定都經常與日志打交道。
查看 ERROR 日志，追溯到執行線程， 要是線程池隔離做的好，基本可以判斷出哪種業務場景出了問題；
通過查看線程打印的日志，推斷線程調度是否正常，比如有的定時任務線程打印了開始，沒有打印結束，推論當前線程可能已經掛掉或者阻塞。
2.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 線程的調用堆棧，線程快照包含當前 java 虛擬機內每一條線程正在執行的方法堆棧的集合，可以用來分析線程問題。
jstack -l 進程pid
筆者查看線程堆棧，一般關注如下幾點：
當前 jvm 進程中的線程數量和線程分類是否在預期的范圍內；
系統接口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，或者線程一直等待網絡通訊響應；
分析 jvm 進程中哪個線程占用的 CPU 最高。
六、總結
本文是RocketMQ 系列文章的開篇，和朋友們簡單聊聊 RocketMQ 源碼里創建線程的技巧。
單線程抽象類 ServiceThread使用者只需要實現業務邏輯以及定義線程名即可 ，不需要寫冗余的代碼。
線程池封裝適當封裝，定義線程工廠，并合理配置線程池參數。
線程名很重要文件日志，堆棧記錄配合線程名能大大提升解決問題的效率。
RocketMQ 的多線程編程技巧很多，比如線程通訊，并發控制，線程模型等等，后續的文章會一一為大家展現。
