Java中线程池，你真的了解会用吗

在《 深入源码分析Java线程池的实现原理 》这篇文章中&＃xff0c;我们介绍过了Java中线程池的常见用法以及基本原理。

在文中有这样一段描述&＃xff1a;

可以通过Executors静态工厂构建线程池&＃xff0c;但一般不建议这样使用。

关于这个问题&＃xff0c;在那篇文章中并没有深入的展开。作者之所以这么说&＃xff0c;是因为这种创建线程池的方式有很大的隐患&＃xff0c;稍有不慎就有可能导致线上故障&＃xff0c;如&＃xff1a;一次Java线程池误用引发的血案和总结&＃xff08; zhuanlan.zhihu.com/p/32867181 &＃xff09;

本文我们就来围绕这个问题来分析一下为什么JDK自身提供的构建线程池的方式并不建议使用&＃xff1f;到底应该如何创建一个线程池呢&＃xff1f;

Executors {#toc_0}

Executors 是一个Java中的工具类。提供工厂方法来创建不同类型的线程池。

&＃xfffc;

从上图中也可以看出&＃xff0c;Executors的创建线程池的方法&＃xff0c;创建出来的线程池都实现了ExecutorService接口。常用方法有以下几个&＃xff1a;

newFiexedThreadPool(int Threads) &＃xff1a;创建固定数目线程的线程池。

newCachedThreadPool() &＃xff1a;创建一个可缓存的线程池&＃xff0c;调用execute 将重用以前构造的线程&＃xff08;如果线程可用&＃xff09;。如果没有可用的线程&＃xff0c;则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。

newSingleThreadExecutor() 创建一个单线程化的Executor。

newScheduledThreadPool(int corePoolSize) 创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池&＃xff0c;多数情况下可用来替代Timer类。

类看起来功能还是比较强大的&＃xff0c;又用到了工厂模式、又有比较强的扩展性&＃xff0c;重要的是用起来还比较方便&＃xff0c;如&＃xff1a;

ExecutorService executor &＃61; Executors.newFixedThreadPool(nThreads) ;

即可创建一个固定大小的线程池。

但是为什么我说不建议大家使用这个类来创建线程池呢&＃xff1f;

我提到的是『不建议』&＃xff0c;但是在阿里巴巴Java开发手册中也明确指出&＃xff0c;而且用的词是『不允许』使用Executors创建线程池。

&＃xfffc;

Executors存在什么问题 {#toc_1}

在阿里巴巴Java开发手册中提到&＃xff0c;使用Executors创建线程池可能会导致OOM(OutOfMemory ,内存溢出)&＃xff0c;但是并没有说明为什么&＃xff0c;那么接下来我们就来看一下到底为什么不允许使用Executors&＃xff1f;

我们先来一个简单的例子&＃xff0c;模拟一下使用Executors导致OOM的情况。

/** *&＃64;authorHollis */

publicclassExecutorsDemo

{privatestaticExecutorService executor &＃61; Executors.newFixedThreadPool(15);

publicstaticvoidmain(String[] args){for(inti &＃61;0; i

{            executor.execute(newSubThread());        }    }}classSubThreadimplementsRunnable{&＃64;Overridepublicvoidrun()

{try{            Thread.sleep(10000);        }catch(InterruptedException e) {//do nothing}    }}

通过指定JVM参数&＃xff1a; -Xmx8m -Xms8m 运行以上代码&＃xff0c;会抛出OOM:

Exceptioninthread"main"java.lang.OutOfMemoryError:GCoverheadlimitexceeded at

java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.offer(LinkedBlockingQueue.java:416) at

java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1371)

atcom.hollis.ExecutorsDemo.main(ExecutorsDemo.java:16)

以上代码指出&＃xff0c; ExecutorsDemo.java 的第16行&＃xff0c;就是代码中的 executor.execute(new SubThread()); 。

Executors为什么存在缺陷 {#toc_2}

通过上面的例子&＃xff0c;我们知道了 Executors 创建的线程池存在OOM的风险&＃xff0c;那么到底是什么原因导致的呢&＃xff1f;我们需要深入 Executors 的源码来分析一下。

其实&＃xff0c;在上面的报错信息中&＃xff0c;我们是可以看出蛛丝马迹的&＃xff0c;在以上的代码中其实已经说了&＃xff0c;真正的导致OOM的其实是 LinkedBlockingQueue.offer 方法。

Exceptioninthread"main"java.lang.OutOfMemoryError:GCoverheadlimitexceededatjava.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.offer(LinkedBlockingQueue.java:416)atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1371)atcom.hollis.ExecutorsDemo.main(ExecutorsDemo.java:16)

如果读者翻看代码的话&＃xff0c;也可以发现&＃xff0c;其实底层确实是通过 LinkedBlockingQueue 实现的&＃xff1a;

publicstaticExecutorServicenewFixedThreadPool(intnThreads)

returnnewThreadPoolExecutor

(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,newLinkedBlockingQueue());

如果读者对Java中的阻塞队列有所了解的话&＃xff0c;看到这里或许就能够明白原因了。

Java中的 BlockingQueue 主要有两种实现&＃xff0c;分别是 ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 。

ArrayBlockingQueue 是一个用数组实现的有界阻塞队列&＃xff0c;必须设置容量。

LinkedBlockingQueue 是一个用链表实现的有界阻塞队列&＃xff0c;容量可以选择进行设置&＃xff0c;不设置的话&＃xff0c;将是一个无边界的阻塞队列&＃xff0c;最大长度为 Integer.MAX_VALUE 。

这里的问题就出在&＃xff1a;**不设置的话&＃xff0c;将是一个无边界的阻塞队列&＃xff0c;最大长度为Integer.MAX_VALUE。**也就是说&＃xff0c;如果我们不设置 LinkedBlockingQueue 的容量的话&＃xff0c;其默认容量将会是 Integer.MAX_VALUE 。

而 newFixedThreadPool 中创建 LinkedBlockingQueue 时&＃xff0c;并未指定容量。此时&＃xff0c; LinkedBlockingQueue 就是一个无边界队列&＃xff0c;对于一个无边界队列来说&＃xff0c;是可以不断的向队列中加入任务的&＃xff0c;这种情况下就有可能因为任务过多而导致内存溢出问题。

上面提到的问题主要体现在 newFixedThreadPool 和 newSingleThreadExecutor 两个工厂方法上&＃xff0c;并不是说 newCachedThreadPool 和 newScheduledThreadPool 这两个方法就安全了&＃xff0c;这两种方式创建的最大线程数可能是 Integer.MAX_VALUE &＃xff0c;而创建这么多线程&＃xff0c;必然就有可能导致OOM。在此我向大家推荐一个架构学习交流群。交流学习群号&＃xff1a;821169538  里面会分享一些资深架构师录制的视频录像&＃xff1a;有Spring&＃xff0c;MyBatis&＃xff0c;Netty源码分析&＃xff0c;高并发、高性能、分布式、微服务架构的原理&＃xff0c;JVM性能优化、分布式架构等这些成为架构师必备的知识体系。还能领取免费的学习资源&＃xff0c;目前受益良多。

创建线程池的正确姿势 {#toc_3}

避免使用Executors创建线程池&＃xff0c;主要是避免使用其中的默认实现&＃xff0c;那么我们可以自己直接调用 ThreadPoolExecutor 的构造函数来自己创建线程池。在创建的同时&＃xff0c;给 BlockQueue 指定容量就可以了。

privatestaticExecutorService executor &＃61;newThreadPoolExecutor(10,10,60L, TimeUnit.SECONDS,newArrayBlockingQueue(10));

这种情况下&＃xff0c;一旦提交的线程数超过当前可用线程数时&＃xff0c;就会抛出 java.util.concurrent.RejectedExecutionException &＃xff0c;这是因为当前线程池使用的队列是有边界队列&＃xff0c;队列已经满了便无法继续处理新的请求。但是异常&＃xff08;Exception&＃xff09;总比发生错误&＃xff08;Error&＃xff09;要好。

除了自己定义 ThreadPoolExecutor 外。还有其他方法。这个时候第一时间就应该想到开源类库&＃xff0c;如apache和guava等。

作者推荐使用guava提供的ThreadFactoryBuilder来创建线程池。

publicclassExecutorsDemo{privatestaticThreadFactory namedThreadFactory &＃61;newThreadFactoryBuilder()        .setNameFormat("demo-pool-%d").build();privatestaticExecutorService pool &＃61;newThreadPoolExecutor(5,200,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,newLinkedBlockingQueue(1024), namedThreadFactory,newThreadPoolExecutor.AbortPolicy());publicstaticvoidmain(String[] args){for(inti &＃61;0; i

通过上述方式创建线程时&＃xff0c;不仅可以避免OOM的问题&＃xff0c;还可以自定义线程名称&＃xff0c;更加方便的出错的时候溯源。

思考题&＃xff0c;文中作者说&＃xff1a;发生异常&＃xff08;Exception&＃xff09;要比发生错误&＃xff08;Error&＃xff09;好&＃xff0c;为什么这么说&＃xff1f;