线程池

Java线程池详解

构造一个线程池为什么需要几个参数？如果避免线程池出现OOM？Runnable和Callable的区别是什么？本文将对这些问题一一解答，同时还将给出使用线程池的常见场景和代码片段。

基础知识

Executors创建线程池

Java中创建线程池很简单，只需要调用Executors中相应的便捷方法即可，比如Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)，但是便捷不仅隐藏了复杂性，也为我们埋下了潜在的隐患（OOM，线程耗尽）。

Executors创建线程池便捷方法列表：
| 1 | 2 | 3 |
| - | - | - |
| 嘤 | 嘤 | 嘤 |
| 方法名 | 功能 |
| - | - |
| newFixedThreadPool(int nThreads) | 创建固定大小的线程池 |
|newSingleThreadExecutor()|创建只有一个线程的线程池|
|newCachedThreadPool()|创建一个不限线程数上限的线程池，任何提交的任务都将立即执行|
小程序使用这些快捷方法没什么问题，对于服务端需要长期运行的程序，创建线程池应该直接使用ThreadPoolExecutor的构造方法。没错，上述Executors方法创建的线程池就是ThreadPoolExecutor。

ThreadPoolExecutor构造方法

Executors中创建线程池的快捷方法，实际上是调用了ThreadPoolExecutor的构造方法（定时任务使用的是ScheduledThreadPoolExecutor），该类构造方法参数列表如下：

// Java线程池的完整构造函数
public ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize, // 线程池长期维持的线程数，即使线程处于Idle状态，也不会回收。
int maximumPoolSize, // 线程数的上限
long keepAliveTime, TimeUnit unit, // 超过corePoolSize的线程的idle时长，
// 超过这个时间，多余的线程会被回收。
BlockingQueue workQueue, // 任务的排队队列
ThreadFactory threadFactory, // 新线程的产生方式
RejectedExecutionHandler handler) // 拒绝策略
竟然有7个参数，很无奈，构造一个线程池确实需要这么多参数。这些参数中，比较容易引起问题的有corePoolSize, maximumPoolSize, workQueue以及handler：

• corePoolSize和maximumPoolSize设置不当会影响效率，甚至耗尽线程；
• workQueue设置不当容易导致OOM；
• handler设置不当会导致提交任务时抛出异常。
  正确的参数设置方式会在下文给出。

线程池的工作顺序

If fewer than corePoolSize threads are running, the Executor always prefers adding a new thread rather than queuing.
If corePoolSize or more threads are running, the Executor always prefers queuing a request rather than adding a new thread.
If a request cannot be queued, a new thread is created unless this would exceed maximumPoolSize, in which case, the task will be rejected.

corePoolSize -> 任务队列 -> maximumPoolSize -> 拒绝策略

Runnable和Callable
可以向线程池提交的任务有两种：Runnable和Callable，二者的区别如下：

方法签名不同，void Runnable.run(), V Callable.call() throws Exception
是否允许有返回值，Callable允许有返回值
是否允许抛出异常，Callable允许抛出异常。
Callable是JDK1.5时加入的接口，作为Runnable的一种补充，允许有返回值，允许抛出异常。

三种提交任务的方式：

提交方式 是否关心返回结果
Future submit(Callable task) 是
void execute(Runnable command) 否
Future<?> submit(Runnable task) 否，虽然返回Future，但是其get()方法总是返回null

如何正确使用线程池

避免使用无界队列

不要使用Executors.newXXXThreadPool()快捷方法创建线程池，因为这种方式会使用无界的任务队列，为避免OOM，我们应该使用ThreadPoolExecutor的构造方法手动指定队列的最大长度：

ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(2, 2,
0, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(512), // 使用有界队列，避免OOM
new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());

明确拒绝任务时的行为

任务队列总有占满的时候，这是再submit()提交新的任务会怎么样呢？RejectedExecutionHandler接口为我们提供了控制方式，接口定义如下：

public interface RejectedExecutionHandler {
void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor);
}
线程池给我们提供了几种常见的拒绝策略：
undefined

拒绝策略 拒绝行为

-. AbortPolicy 抛出RejectedExecutionException
-.DiscardPolicy 什么也不做，直接忽略
-.DiscardOldestPolicy 丢弃执行队列中最老的任务，尝试为当前提交的任务腾出位置
-.CallerRunsPolicy 直接由提交任务者执行这个任务
线程池默认的拒绝行为是AbortPolicy，也就是抛出RejectedExecutionHandler异常，该异常是非受检异常，很容易忘记捕获。如果不关心任务被拒绝的事件，可以将拒绝策略设置成DiscardPolicy，这样多余的任务会悄悄的被忽略。

ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(2, 2,
0, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(512),
new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());// 指定拒绝策略

获取处理结果和异常

线程池的处理结果、以及处理过程中的异常都被包装到Future中，并在调用Future.get()方法时获取，执行过程中的异常会被包装成ExecutionException，submit()方法本身不会传递结果和任务执行过程中的异常。获取执行结果的代码可以这样写：

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
Future