關於ThreadPool拋出OOM問題

案例

最近在學習Java調優，有個案例是ThraadPool導致OOM,在不瞭解線程池的情況很難看出問題來。
代碼片.

package com.example.demo;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestThreadPool {
    public static void main(String[] arr) {
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(1, 2,
                0, TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>());

        for (; ; ) {
            Person person = new Person();
            executorService.execute(() -> {
                person.doingSomething();

            });
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

    static class Person {
        public String name;
        public Integer sex;
        public String age;

        public void doingSomething() {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

這段代碼很簡單，創建一個線程很少，使用一個無界緩存隊列的線程池，然後頻繁的給線程池加執行任務，很顯然,在jvm內存設置的不夠大的情況，拋出outOfMemory是遲早的事情，只是這個時間有點長。

不信執行 java -Xms20M -Xmx20M -XX:+PrintGC com.example.demo.TestThreadPool 試試
爲了快速試錯,將堆大小改成20M。

下面花了4個小時終於等到錯誤結果了:

爲什麼會OOM

我們來分析一下，首先線程池執行execute時，並不是馬上執行任務，它是先把它插入線程池裏面的隊列，然後排隊由線程池的線程執行。你可以把它想象成一個蓄水池，需要執行的任務是水，池子一邊進水，一邊放水，什麼情況下會發生水的溢出呢？很簡單，進水的速度比放水的速度還快時，水就會溢出。我們再來回到代碼，上面的代碼每100毫秒就會加一個執行任務，那麼一秒鐘的時間它加入任務數是1000/100=10個，然後這個線程池最多有兩個執行線程，每個線程執行的時間需要3秒，那它1秒鐘能釋放的任務數是2*1000/3000=2/3個，10>2/3,進來的速度明顯比釋放的快多了，所以它任務隊列是一直增長的，在任務裏面需要使用的對象，jvm是不會把它回收的，所以上面的例子中，創建person實例而不被gc回收的數量會越來越多，最終會把堆內存撐爆。

那麼要怎麼樣才能解決這個問題呢？這個沒有100%可以保證解決的辦法，但是可以從兩個方面去處理，要麼減少加入的任務數量（但是很多程序它的壓力就是那麼大的沒法優化，可能只能想其他辦法，通過負載均衡加多個更多的服務），要麼增加線程數量（線程數也不是越多越好的），那如果採用增加線程的方式，那要加多少線程纔夠呢？這個問題就要需要用到小學數學知識了，任務增加的速率爲1000/100=10，一個線程處理的任務的速率是1*1000/3000=1/3，這個線程池一共至少需要10/(1/3)=30個線程，才能消化掉這個創建任務速度。