Java多线程导致CPU占用100%解决及线程池正确关闭方式

简介

情景：1000万表数据导入内存数据库，按分页大小10000查询，多线程，15条线程跑。
使用了ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(15)
本地跑了一段时间后，发现电脑CPU逐渐升高，最后CPU占用100%卡死，内存使用也高达80%。

排查问题

Debug 发现虽然创建了定长15的线程池，但是因为数据量大，在For中循环分页查询的List会持续加入LinkedBlockingQueue()
队列中每一个等待的任务，又加载了1万的数据。所以不管是线程数的CPU抢占，还是内存的消耗都是极高。
所以是不是能够控制等待队列LinkedBlockingQueue的上限就可以了。

解决办法

使用AtomicLong 统计线程是否完成，再执行executor.submit()提交新的任务导队列中。
伪代码如下：

private AtomicLong threadNum = new AtomicLong(0);

public void init() throws Exception {
	ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(15);

	Integer total = accountMapper.selectCount(new QueryWrapper<>());
	Integer pageSize = 10000;  // 页大小
	Integer pageCount = (total + pageSize -1) / pageSize; // 总页数

	for (Integer start = 1; start <= pageCount; start++) {

		List<Account> list = accountMapper.selectPage(new Page<>(start, pageSize), query).getRecords();

		//等待线程任务完成，设置30，可令运行线程数为15，等待队列线程数为15
		while (threadNum.get() >= 30){
			Thread.sleep(5000);
		}

		//开启1个线程+1
		threadNum.incrementAndGet();
	
		executor.submit(() -> {

			try {
				// 处理业务
				dealMessage(list);
				// 任务完成 -1
				threadNum.decrementAndGet();
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}

		});

	}
        executor.shutdown();
        executor.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);

}

效果就是CPU保持在15~45%之间，内存占用也只有45%。

目前只想到这样的方式，控制等待队列LinkedBlockingQueue的上限，还有更好的方式请告知，感谢！

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2021-02-03-分割线
最近又用到了多线程开发，发现了还是有很多方式控制的。简单的使用java的Semaphore令牌限流控制也能实现。

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多线程：

1. 线程池必须关闭，main主线程才能结束（接口才会返回）finally
2. 主线程等待保证多线程所有子线程任务执行完毕，再结束。 -> executorService.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);
3. semaphore 令牌限流控制fixedThread线程池，本例子就是最多同时拥有2个线程进行工作
4. fixedThread.execute() fixedThread.submit() 的差别除了后者可以返回结果外，后者还会catch掉异常信息，无法抛到主线程中。

public static void main(String[] args) {
    final List<String> tableNames = new ArrayList<>();
    tableNames.add("a");
    tableNames.add("b");
    tableNames.add("c");
    tableNames.add("d");
    tableNames.add("e");
    tableNames.add("f");

    final Semaphore semaphore = new Semaphore(2);
    final ExecutorService fixedThread = Executors.newCachedThreadPool();
    for (final String tableName : tableNames) {
        //阻塞，获取令牌
        try {
            semaphore.acquire();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //do
        fixedThread.execute(() -> {  //can throw ex log
            final ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
            try {
                executorService.submit(() -> { //can't throw ex log
                    //int i = 1/0;
                    System.out.println("tableName2:" + tableName);
                });
                //int i = 1/0;
                System.out.println("tableName:" + tableName);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                executorService.shutdown();
                try {
                    executorService.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                semaphore.release();
                System.out.println("semaphore.release");
            }
        });
    }
    // 记得关闭线程池
    fixedThread.shutdown();
    try {
        fixedThread.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("主线程...");
}

打印结果

tableName:b
tableName2:b
tableName:a
tableName2:a
semaphore.release
semaphore.release
tableName:d
tableName2:d
tableName:c
semaphore.release
tableName:e
tableName2:c
semaphore.release
tableName:f
tableName2:e
semaphore.release
tableName2:f
semaphore.release
主线程...