面试官：如何实现动态线程池的任务编排？

在开始聊动态线程池如何实现任务编排前，咱们先给大家聊聊什么是动态线程池？以及为什么需要任务编排？
1.动态线程池

定义：动态线程池是在程序运行期间，动态调整线程池参数而无需重启程序的技术。

1.1 特性分析

动态线程池主要有以下三个特点：

• 可配置：支持运行时动态调整线程池参数，如核心线程数、最大线程数，并且修改后无需重启服务即可生效。
  
• 可监控：动态线程池内置了全面的运行时监控能力，能够定时采集并暴露线程池的多维度指标，帮助运维和开发人员实时掌握线程池的健康状况。监控指标主要有以下几个：
  
  
  
  • 线程维度：当前线程数、活跃线程数、最大线程数、任务完成数、任务执行异常数等。
    
  • 队列维度：队列当前大小、队列剩余容量等。
    
  • 任务维度：任务提交速率、任务执行耗时（TP99、TP999等）、任务等待耗时、任务拒绝次数等。
    
  
  
• 可预警：动态线程池提供了丰富且及时的预警机制，能够在线程池出现潜在风险或异常行为时，第一时间通知到相关负责人。
  
  
  
  • 预警维度：
    
    
    
    • 配置变更通知：当线程池配置项在配置中心被修改时，会发送通知确认变更。
      
    • 活性报警：当线程池的活跃度（活跃线程数 / 最大线程数）超过设定阈值时触发。
      
    • 队列容量报警：当任务队列的使用率（当前大小 / 队列容量）超过设定阈值时触发。
      
    • 拒绝策略触发报警：当线程池因队列满和线程满而触发拒绝策略，拒绝新任务时立即报警。
      
    • 任务执行/等待超时报警：当任务的执行时间或等待时间超过设定的超时时间时触发。
      
    
    
  • 通知渠道：
    
    
    
    • 原生支持：企业微信、钉钉、飞书、邮件等多种主流办公通讯工具。
      
    • 高扩展性：提供 SPI 接口，允许用户接入自定义的报警通知平台。
      
    
    
  
  

1.2 动态线程池实现

目前国内最知名的动态线程池开源实现技术是美团的 DynamicTP，官方地址：https://dynamictp.cn/
2.任务编排

定义：任务编排（Task Orchestration）是指管理和控制多个任务的执行流程，确保它们按照预定的顺序正确执行。

在复杂的业务场景中，任务间通常存在依赖关系，也就是某个任务会依赖另一个任务的执行结果，在这种情况下，我们需要通过任务编排，来确保任务按照正确的顺序进行执行。
例如，以下任务的执行顺序：

其中，任务二要等任务一执行完才能执行，而任务四要等任务二和任务三全部执行完才能执行。
3.动态线程池任务编排

动态线程池的任务编排最灵活、也最推荐的是使用：CompletableFuture + DynamicTP 实现动态线程池的任务编排。
具体实现

我们可以直接将 DynamicTP 结合 CompletableFutrue 进行使用，从而实现任务编排。
CompletableFutrue 提供的方法有很多，但最常用和最实用的核心方法只有以下几个：

接下来，使用 CompletableFuture 实现上述 4 个任务的编排（任务二要等任务一执行完才能执行，而任务四要等任务二和任务三全部执行完才能执行）：

1. // 动态线程池
2. @Autowired
3. @Qualifier("dtpExecutor1")
4. private DtpExecutor dtpExecutor;
6. @RequestMapping("/dtp")
7. public String dtp() {
8.     // 任务一：返回 "Task 1 result"
9.     CompletableFuture<String> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
10.         try {
11.             // 模拟耗时操作
12.             Thread.sleep(1000);
13.         } catch (InterruptedException e) {
14.             Thread.currentThread().interrupt();
15.             throw new RuntimeException(e);
16.         }
17.         return "Task 1 result";
18.     }, dtpExecutor);
19.     // 任务二：依赖任务一，返回 "Task 2 result" + 任务一的结果
20.     CompletableFuture<String> task2 = task1.handleAsync((result1, throwable) -> {
21.         try {
22.             // 模拟耗时操作
23.             Thread.sleep(1000);
24.         } catch (InterruptedException e) {
25.             Thread.currentThread().interrupt();
26.             throw new RuntimeException(e);
27.         }
28.         return "Task 2 result " + result1;
29.     }, dtpExecutor);
30.     // 任务三：和任务一、任务二并行执行，返回 "Task 3 result"
31.     CompletableFuture<String> task3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
32.         try {
33.             // 模拟耗时操作
34.             Thread.sleep(800); // 任务三可能比任务二先完成
35.         } catch (InterruptedException e) {
36.             Thread.currentThread().interrupt();
37.             throw new RuntimeException(e);
38.         }
39.         return "Task 3 result";
40.     }, dtpExecutor);
41.     // 任务四：依赖任务二和任务三，等待它们都完成后执行，返回 "Task 4 result" + 任务二和任务三的结果
42.     CompletableFuture<String> task4 = CompletableFuture.allOf(task2, task3)
43.             .handleAsync((res, throwable) -> {
44.                 try {
45.                     // 这里不需要显式等待，因为 allOf 已经保证了它们完成
46.                     return "Task 4 result with " + task2.get() + " and " + task3.get();
47.                 } catch (Exception e) {
48.                     throw new RuntimeException(e);
49.                 }
50.             }, dtpExecutor);
51.     // 获取任务四的结果并打印
52.     String finalResult = task4.join();
53.     System.out.println(finalResult);
54. }

复制代码

小结

日常项目开发中，一定会使用到线程池，而动态线程池具备可配置、可观测、可告警等功能是项目开发的首选。但在使用动态线程池时就会有任务执行顺序的问题，此时就可以借助 CompletableFuture 一起执行来保证程序执行的正确性。

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作者：        王磊的博客        
出处：        http://vipstone.cnblogs.com/        
   

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