服务重启了，如何保证线程池中的数据不丢失？

服务重启了，如何保证线程池中的数据不丢失？

在Java开发中，线程池是提高程序性能和资源利用率的重要工具。但是，当服务意外重启时，线程池中的数据可能会丢失，这给系统的稳定性和可靠性带来了挑战。本文将深入探讨线程池的工作原理，并提出一种通过数据持久化来避免数据丢失的解决方案。

什么是线程池？

在Java中，线程池是一种用于管理和复用线程的机制。它通过维护一个线程集合来处理任务，从而避免了频繁创建和销毁线程带来的性能开销。线程池的主要优点包括：

• 降低资源消耗：通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
• 提高响应速度：当任务到达时，可以直接使用已有空闲的线程，不需要的等到线程创建就能立即执行。
• 提高线程的可管理性：线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性。而如果我们使用线程池，可以对线程进行统一的分配、管理和监控。

线程池的构造器如下：

public ThreadPoolExecutor(
    int corePoolSize,
    int maximumPoolSize,
    long keepAliveTime,
    TimeUnit unit,
    BlockingQueue<Runnable> workQueue,
    ThreadFactory threadFactory,
    RejectedExecutionHandler handler)

• corePoolSize：核心线程数，线程池维护的最少线程数。
• maximumPoolSize：最大线程数，线程池允许创建的最大线程数。
• keepAliveTime：线程存活时间，当线程数超过核心线程数时，多余的空闲线程的存活时间。
• unit：时间单位。
• workQueue：任务队列，用于保存等待执行的任务。
• threadFactory：线程工厂，用于创建新线程。
• handler：拒绝策略，当任务无法执行时的处理策略。

线程池的工作流程如下：

1. 线程池初始化：根据corePoolSize初始化核心线程。
2. 任务提交：当任务提交到线程池时，根据当前线程数判断：

• 若当前线程数小于corePoolSize，创建新的线程执行任务。
• 若当前线程数大于或等于corePoolSize，任务被加入workQueue队列。

3. 任务处理：当有空闲线程时，从workQueue中取出任务执行。
4. 线程扩展：若队列已满且当前线程数小于maximumPoolSize，创建新的线程处理任务。
5. 线程回收：当线程空闲时间超过keepAliveTime，多余的线程会被回收，直到线程数不超过corePoolSize。
6. 拒绝策略：若队列已满且当前线程数达到maximumPoolSize，则根据拒绝策略处理新任务。

线程池存在的问题

虽然线程池带来了诸多好处，但在实际使用中也存在一些问题：

3.1 队列过大

Executors.newFixedThreadPool创建的线程池使用LinkedBlockingQueue作为任务队列，默认最大容量是Integer.MAX_VALUE。如果向此类线程池中提交的任务太多，可能会导致队列非常大，从而出现OOM问题。

3.2 线程太多

Executors.newCachedThreadPool创建的线程池最大线程数量是Integer.MAX_VALUE，任务队列使用的是SynchronousQueue。如果向此类线程池中提交的任务太多，可能会导致创建大量的线程，也会出现OOM问题。

3.3 数据丢失

如果线程池在执行过程中，服务突然被重启了，可能会导致线程池中的数据丢失。这个问题在实际生产环境中尤为关键，需要特别注意。

如何保证数据不丢失？

线程池中的数据保存在内存中，一旦遇到服务器重启，数据就会丢失。为了解决这个问题，可以采用以下方案：

1. 用户请求过来之后，先处理业务逻辑1，紧接着向DB中写入一条任务数据，状态是：待执行。
2. 处理业务逻辑1和向DB写任务数据，可以在同一个事务中，方便出现异常时回滚。
3. 有一个专门的定时任务，每个一段时间，按添加时间升序，分页查询状态是待执行的任务。
4. 最早的任务，最先被查出来。
5. 然后将查出的任务提交到线程池中，由它处理业务逻辑2。
6. 处理成功之后，修改任务的待执行状态为：已执行。
7. 需要注意的是：业务逻辑2的处理过程，要做幂等性设计，同一个请求允许被执行多次，其结果不会有影响。
8. 如果此时，线程池在处理的过程中，服务down机了，业务逻辑2的数据会丢失。
9. 但此时DB中保存了任务的数据，并且丢失那些任务的状态还是：待执行。
10. 在下一次定时任务周期开始执行时，又会将那些任务数据重新查询出来，重新提交到线程池中。
11. 业务逻辑2丢失的数据，又自动回来了。
12. 如果要考虑失败的情况，还需要在任务表中增加一个失败次数字段。
13. 在定时任务的线程池中执行业务逻辑2失败了，在下定时任务执行时可以自动重试。
14. 但不可能无限制的一直重试下去。
15. 当失败超过了一定的次数，可以将任务状态改成：失败。
16. 这样后续可以人工处理。

通过这种提前持久化数据的方式，即使服务重启，也不会导致数据丢失，同时通过定时任务和幂等性设计，可以确保任务的可靠执行。