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成都java软件开发:Java中线程池,你真的会用吗?

发布者: 成都达内     浏览次数:     发布时间:2018-10-30 10:09:11

成都java软件开发:我们介绍过了Java中线程池的常见用法以及基本原理。可以通过Executors静态工厂构建线程池,但一般不建议这样使用。关于这个问题,在那篇文章中并没有深入的展开。...

  成都java软件开发:Java中线程池,你真的会用吗?

  在《深入源码分析Java线程池的实现原理》这篇文章中,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:

  可以通过Executors静态工厂构建线程池,但一般不建议这样使用。

  关于这个问题,在那篇文章中并没有深入的展开。作者之所以这么说,是因为这种创建线程池的方式有很大的隐患,稍有不慎就有可能导致线上故障。

  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?到底应该如何创建一个线程池呢?

  Executors

  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。

  成都java软件开发:Java中线程池,你真的会用吗?

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

  newFiexedThreadPool(int Threads):创建固定数目线程的线程池。

  newCachedThreadPool():创建一个可缓存的线程池,调用execute 将重用以前构造的线程(如果线程可用)。如果没有可用的线程,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,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,又用到了工厂模式、又有比较强的扩展性,重要的是用起来还比较方便,如:

  ExecutorService executor = 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?

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

  成都java软件开发:Java中线程池,你真的会用吗?

  Executors存在什么问题

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

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

  /**

  * @author Hollis

  */

  public class ExecutorsDemo {

  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

  }

  }

  }

  通过指定JVM参数:-Xmx8m -Xms8m 运行以上代码,会抛出OOM:

  Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

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

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

  at com.hollis.ExecutorsDemo.main(ExecutorsDemo.java:16)

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

  Executors为什么存在缺陷

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

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

  Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

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

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

  at com.hollis.ExecutorsDemo.main(ExecutorsDemo.java:16)

  如果读者翻看代码的话,也可以发现,其实底层确实是通过LinkedBlockingQueue实现的:

  public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {

  return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,

  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,

  new LinkedBlockingQueue());

  如果读者对Java中的阻塞队列有所了解的话,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,分别是ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue。

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

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

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

  而newFixedThreadPool中创建LinkedBlockingQueue时,并未指定容量。此时,LinkedBlockingQueue就是一个无边界队列,对于一个无边界队列来说,是可以不断的向队列中加入任务的,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,并不是说newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool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。

  创建线程池的正确姿势

  避免使用Executors创建线程池,主要是避免使用其中的默认实现,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,给BlockQueue指定容量就可以了。

  private static ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(10, 10,

  60L, TimeUnit.SECONDS,

  new ArrayBlockingQueue(10));

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

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

  public class ExecutorsDemo {

  private static ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder()

  .setNameFormat("demo-pool-%d").build();

  private static ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 200,

  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,

  new LinkedBlockingQueue(1024), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

  public static void main(String[] args) {

  for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {

  pool.execute(new SubThread());

  }

  }

  }

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

  思考题,文中作者说:发生异常(Exception)要比发生错误(Error)好,为什么这么说?

(责任编辑:范老师)
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