java线程池的拒绝策略

一、为什么要自定义线程池

阿里规范中对于线程、线程池的规定

《阿里巴巴 Java开发手册》1.6并发处理

第3条规定：线程资源必须通过线程池提供，不允许在应用中自行显式创建线程

第4条规定：线程池不允许使用Executors创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式创建，这样的处理方式能让编写代码的攻城狮更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽（OOM）的风险

之所以会出现这样的规范，是因为jdk已经封装好的线程池存在潜在风险：

• FixedThreadPool 和 SingleThreadPool：
  允许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE ，会堆积大量请求OOM

• CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool：
  允许的创建线程数量为 Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量线程OOM

所以从系统安全角度出发，原则上都应该自己手动创建线程池

二、如何自定义线程池

ThreadPoolExecutor 有多个重载的构造函数。这里使用参数最多的一个简要说明自定义线程池的关键参数。

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) 

其实自定义线程池很简便，就这么几个规则

• 线程池的线程数量长期维持在 corePoolSize 个（核心线程数量）
• 线程池的线程数量最大可以扩展到 maximumPoolSize 个
• 在 corePoolSize ~ maximumPoolSize 这个区间的线程，一旦空闲超过keepAliveTime时间，就会被杀掉（时间单位）
• 送来工作的线程数量超过最大数以后，送到 workQueue 里面待业
• 待业队伍也满了，就按照事先约定的策略 RejectedExecutionHandler 给拒绝掉

以下详细解析拒绝策略

三、线程池的拒绝策略

3-0、所有拒绝策略都实现了接口 RejectedExecutionHandler

public interface RejectedExecutionHandler {

    /**
     * @param r the runnable task requested to be executed
     * @param executor the executor attempting to execute this task
     * @throws RejectedExecutionException if there is no remedy
     */
    void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor);
}

这个接口只有一个 rejectedExecution 方法。

r 为待执行任务；executor 为线程池；方法可能会抛出拒绝异常。

3-1、AbortPolicy

直接抛出拒绝异常（继承自RuntimeException），会中断调用者的处理过程，所以除非有明确需求，一般不推荐

    public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {
        public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
            throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
                                                 " rejected from " +
                                                 e.toString());
        }
    }

3-2、CallerRunsPolicy

在调用者线程中（也就是说谁把 r 这个任务甩来的），运行当前被丢弃的任务。

只会用调用者所在线程来运行任务，也就是说任务不会进入线程池。

如果线程池已经被关闭，则直接丢弃该任务。

    public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
        public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
            if (!e.isShutdown()) {
                r.run();
            }
        }
    }

这里有个小问题：r.run() 是如何做到使用调用者所在线程来运行任务的？

参看：Thread的.start()与.run()的区别

3-3、DiscardOledestPolicy

丢弃队列中最老的，然后再次尝试提交新任务。

    public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
        public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
            if (!e.isShutdown()) {
                e.getQueue().poll();
                e.execute(r);
            }
        }
    }

这里 e.getQueue() 是获得待执行的任务队列，也就是前面提到的待业队列。

因为是队列，所以先进先出，一个poll()方法就能直接把队列中最老的抛弃掉，再次尝试执行execute(r)。

这个队列在线程池定义的时候就能看到，是一个阻塞队列

    /**
     * The queue used for holding tasks and handing off to worker
     * threads.  We do not require that workQueue.
     */     
    private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;

    public BlockingQueue<Runnable> getQueue() {
        return workQueue;
    }

3-4、DiscardPolicy

默默丢弃无法加载的任务。

这个代码就很简单了，真的是啥也没做

    public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
        public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        }
    }

3-5、通过实现 RejectedExecutionHandler 接口扩展

jdk内置的四种拒绝策略（都在ThreadPoolExecutor.java里面）代码都很简洁易懂。

我们只要继承接口都可以根据自己需要自定义拒绝策略。下面看两个例子。

一是netty自己实现的线程池里面私有的一个拒绝策略。单独启动一个新的临时线程来执行任务。

    private static final class NewThreadRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
        public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
            try {
                final Thread t = new Thread(r, "Temporary task executor");
                t.start();
            } catch (Throwable e) {
                throw new RejectedExecutionException(
                        "Failed to start a new thread", e);
            }
        }
    }

另外一个是dubbo的一个例子，它直接继承的 AbortPolicy ，加强了日志输出，并且输出dump文件

public class AbortPolicyWithReport extends ThreadPoolExecutor.AbortPolicy {

    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        String msg = String.format("Thread pool is EXHAUSTED!" +
                        " Thread Name: %s, Pool Size: %d (active: %d, core: %d, max: %d, largest: %d), Task: %d (completed: %d)," +
                        " Executor status:(isShutdown:%s, isTerminated:%s, isTerminating:%s), in %s://%s:%d!",
                threadName, e.getPoolSize(), e.getActiveCount(), e.getCorePoolSize(), e.getMaximumPoolSize(), e.getLargestPoolSize(),
                e.getTaskCount(), e.getCompletedTaskCount(), e.isShutdown(), e.isTerminated(), e.isTerminating(),
                url.getProtocol(), url.getIp(), url.getPort());
        logger.warn(msg);
        dumpJStack();
        throw new RejectedExecutionException(msg);
    }
}