【搞定面试官】你还在用Executors来创建线程池?会有什么问题呢?

前言

上文我们介绍了JDK中的线程池框架Executor。我们知道,只要需要创建线程的情况下,即使是在单线程模式下,我们也要尽量使用Executor。即:

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(1); 
//此处不该利用Executors工具类来初始化线程池

但是,在《阿里巴巴Java开发手册》中有一条

【强制】线程池不允许使用 Executors 去创建,而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式,这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险。

Executors 返回的线程池对象的弊端如下:
FixedThreadPool 和 SingleThreadPool : 允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE,可能会堆积大量的请求,从而导致 OOM。
CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool : 允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE,可能会创建大量的线程,从而导致 OOM。

可以看到,这是一个强制性的规则,并且是不允许使用Executors来创建,建议使用ThreadPoolExecutor来创建线程池,那我们先来回顾一下ExecutorsThreadPoolExecutor

我们可以看到ThreadPoolExecutor已经是Executor的具体实现了,而且具有较多可配参数(可配参数见下方,可仅了解,用到时再进行详细查询)。Executors是一个创建线程池的工具类,查看其源码的话也会发现这几种创建线程池的方法也都是通过调用ThreadPoolExecutor来实现的。

ThreadPoolExecutor一共有四个构造函数,七个可配参数,分别是

  1. corePoolSize: 线程池中保持存活线程的数量。
  2. maximumPoolSize: 线程池中允许线程数量的最大值
  3. keepAliveTime: 表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止
  4. unit: 参数keepAliveTime的时间单位
  5. workQueue: 一个阻塞队列,用来存储等待执行的任务
  6. threadFactory: 线程工厂,主要用来创建线程
  7. handler:表示当拒绝处理任务时的策略

分析

那么Executors到底会导致什么问题,才会让开发手册中直接被定义为不允许了呢。首先就是一个血淋淋的教训,直接导致线上服务不可用,已经可以算是事故了。

实验

我们也可以现在我们本地进行一下小实验:

public class ExecutorsTesting {
    private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(15);
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
            executor.execute(new SubThread());
        }
    }
}

class SubThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            //do nothing
        }
    }
}

运行时指定JVM参数:-Xmx8m -Xms8m,大概几秒钟之后,会报出OOM错误:

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
    at com.kaikeba.mybatis.ExecutorsTesting.main(ExecutorsTesting.java:10) 
    //报错行数为上述代码中的executor.execute(new SubThread());

那么为什么会报出这个错误呢。

源码分析

我们先来看一下Executors中的FixedThreadPool是如何构造的。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

可以看到对于存储等待执行的任务,FixedThreadPool是通过LinkedBlockingQueue来实现的。而我们知道LinkedBlockingQueue是一个链表实现的阻塞队列,而如果不设置其容量的话,将会是一个无边界的阻塞队列,最大长度为Integer.MAX_VALUE由于Executors中并未设置容量,所以应用可以不断向队列中添加任务,导致OOM错误

上面提到的问题主要体现在newFixedThreadPoolnewSingleThreadExecutor两个工厂方法上,并不是说newCachedThreadPoolnewScheduledThreadPool这两个方法就安全了,这两种方式创建的最大线程数可能是Integer.MAX_VALUE,而创建这么多线程,必然就有可能导致OOM。

如何该利用ThreadPoolExecutor来创建线程池呢?

我们其实可以看到Executors中的newFixedThreadPool其实也是调用ThreadPoolExecutor来实现的。正如手册中所说,当我们不用Executors默认创建线程池的方法,而直接自己手动去调用ThreadPoolExecutor,可以让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险。比如我们在Executors.newFixedThreadPool基础上给LinkedBlockingQueue加一个容量,当队列已经满了,而仍需要添加新的请求会抛出相应异常,我们可以根据异常做相应处理。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10)); //添加容量大小
}

除了自己定义ThreadPoolExecutor外。还可以利用其它开源类库,如apache和guava等,可以有更多个性化配置。

参考文章:

https://www.hollischuang.com/archives/2888

https://stackoverflow.com/questions/1094867/when-should-we-use-javas-thread-over-executor#answer-34373289

https://blog.51cto.com/zero01/2306857


本文由博客一文多发平台 OpenWrite 发布!

文章首发:https://zhuanlan.zhihu.com/lovebell

个人公众号:技术Go

您的点赞与支持是作者持续更新的最大动力!

posted @ 2019-12-03 22:19  店小不二  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏