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

 

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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：

 

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<Runnable> 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：

 

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

 

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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：

 

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<Object> future = executorService.submit(new Callable<Object>() {  @Override  public Object call() throws Exception {  throw new RuntimeException("exception in call——");// 该异常会在调用Future.get()时传递给调用者  }  });   try {  Object result = future.get(); } catch (InterruptedException e) {  // interrupt } catch (ExecutionException e) {  // exception in Callable.call()  e.printStackTrace(); }

 

上述代码输出类似如下：

 

线程池的常用场景

 

正确构造线程池

 

int poolSize = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2; BlockingQueue<Runnable> queue = new ArrayBlockingQueue<>(512); RejectedExecutionHandler policy = new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy(); executorService = new ThreadPoolExecutor(poolSize, poolSize,  0, TimeUnit.SECONDS,  queue,  policy);

 

获取单个结果

 

过submit()向线程池提交任务后会返回一个Future，调用V Future.get()方法能够阻塞等待执行结果，V get(long timeout, TimeUnit unit)方法可以指定等待的超时时间。

 

获取多个结果

 

如果向线程池提交了多个任务，要获取这些任务的执行结果，可以依次调用Future.get()获得。但对于这种场景，我们更应该使用ExecutorCompletionService，该类的take()方法总是阻塞等待某一个任务完成，然后返回该任务的Future对象。向CompletionService批量提交任务后，只需调用相同次数的CompletionService.take()方法，就能获取所有任务的执行结果，获取顺序是任意的，取决于任务的完成顺序：

 

void solve(Executor executor, Collection<Callable<Result>> solvers)  throws InterruptedException, ExecutionException {    CompletionService<Result> ecs = new ExecutorCompletionService<Result>(executor);// 构造器 for (Callable<Result> s : solvers)// 提交所有任务  ecs.submit(s);    int n = solvers.size();  for (int i = 0; i < n; ++i) {// 获取每一个完成的任务  Result r = ecs.take().get();  if (r != null)  use(r);  } }

 

单个任务的超时时间

 

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V Future.get(long timeout, TimeUnit unit)方法可以指定等待的超时时间，超时未完成会抛出TimeoutException。

 

多个任务的超时时间

 

等待多个任务完成，并设置最大等待时间，可以通过CountDownLatch完成：

 

public void testLatch(ExecutorService executorService, List<Runnable> tasks) throws InterruptedException{    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(tasks.size());  for(Runnable r : tasks){  executorService.submit(new Runnable() {  @Override public void run() {  try{  r.run();  }finally {  latch.countDown();// countDown  }  }  });  }  latch.await(10, TimeUnit.SECONDS); // 指定超时时间  }

 

线程池和装修公司

 

以运营一家装修公司做个比喻。公司在办公地点等待客户来提交装修请求；公司有固定数量的正式工以维持运转；旺季业务较多时，新来的客户请求会被排期，比如接单后告诉用户一个月后才能开始装修；当排期太多时，为避免用户等太久，公司会通过某些渠道（比如人才市场、熟人介绍等）雇佣一些临时工（注意，招聘临时工是在排期排满之后）；如果临时工也忙不过来，公司将决定不再接收新的客户，直接拒单。

 

线程池就是程序中的“装修公司”，代劳各种脏活累活。上面的过程对应到线程池上：

 

// Java线程池的完整构造函数 public ThreadPoolExecutor(  int corePoolSize, // 正式工数量 int maximumP