在《 深入源碼分析Java線程池的實現原理 》這篇文章中,我們介紹過了Java中線程池的常見用法以及基本原理。
在文中有這樣一段描述:
可以通過Executors靜態工廠構建線程池,但一般不建議這樣使用。
關於這個問題,在那篇文章中並沒有深入的展開。作者之所以這麼說,是因爲這種創建線程池的方式有很大的隱患,稍有不慎就有可能導致線上故障,如:一次Java線程池誤用引發的血案和總結( zhuanlan.zhihu.com/p/32867181 )
本文我們就來圍繞這個問題來分析一下爲什麼JDK自身提供的構建線程池的方式並不建議使用?到底應該如何創建一個線程池呢?
Executors {#toc_0}
Executors 是一個Java中的工具類。提供工廠方法來創建不同類型的線程池。

從上圖中也可以看出,Executors的創建線程池的方法,創建出來的線程池都實現了ExecutorService接口。常用方法有以下幾個:
newFiexedThreadPool(int Threads) :創建固定數目線程的線程池。
newCachedThreadPool() :創建一個可緩存的線程池,調用execute 將重用以前構造的線程(如果線程可用)。如果沒有可用的線程,則創建一個新線程並添加到池中。終止並從緩存中移除那些已有 60 秒鐘未被使用的線程。
newSingleThreadExecutor() 創建一個單線程化的Executor。
newScheduledThreadPool(int corePoolSize) 創建一個支持定時及週期性的任務執行的線程池,多數情況下可用來替代Timer類。
類看起來功能還是比較強大的,又用到了工廠模式、又有比較強的擴展性,重要的是用起來還比較方便,如:
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(nThreads) ;
複製代碼
即可創建一個固定大小的線程池。
但是爲什麼我說不建議大家使用這個類來創建線程池呢?
我提到的是『不建議』,但是在阿里巴巴Java開發手冊中也明確指出,而且用的詞是『不允許』使用Executors創建線程池。

Executors存在什麼問題 {#toc_1}
在阿里巴巴Java開發手冊中提到,使用Executors創建線程池可能會導致OOM(OutOfMemory ,內存溢出),但是並沒有說明爲什麼,那麼接下來我們就來看一下到底爲什麼不允許使用Executors?
我們先來一個簡單的例子,模擬一下使用Executors導致OOM的情況。
/** *@authorHollis */
publicclassExecutorsDemo
{privatestaticExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(15);
publicstaticvoidmain(String[] args){for(inti =0; i < Integer.MAX_VALUE; i++)
{ executor.execute(newSubThread()); } }}classSubThreadimplementsRunnable{@Overridepublicvoidrun()
{try{ Thread.sleep(10000); }catch(InterruptedException e) {//do nothing} }}複製代碼
通過指定JVM參數: -Xmx8m -Xms8m 運行以上代碼,會拋出OOM:
Exceptioninthread"main"java.lang.OutOfMemoryError:GCoverheadlimitexceeded at
java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.offer(LinkedBlockingQueue.java:416) at
java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1371)
atcom.hollis.ExecutorsDemo.main(ExecutorsDemo.java:16)複製代碼
以上代碼指出, ExecutorsDemo.java 的第16行,就是代碼中的 executor.execute(new SubThread()); 。
Executors爲什麼存在缺陷 {#toc_2}
通過上面的例子,我們知道了 Executors 創建的線程池存在OOM的風險,那麼到底是什麼原因導致的呢?我們需要深入 Executors 的源碼來分析一下。
其實,在上面的報錯信息中,我們是可以看出蛛絲馬跡的,在以上的代碼中其實已經說了,真正的導致OOM的其實是 LinkedBlockingQueue.offer 方法。
Exceptioninthread"main"java.lang.OutOfMemoryError:GCoverheadlimitexceededatjava.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.offer(LinkedBlockingQueue.java:416)atjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1371)atcom.hollis.ExecutorsDemo.main(ExecutorsDemo.java:16)複製代碼
如果讀者翻看代碼的話,也可以發現,其實底層確實是通過 LinkedBlockingQueue 實現的:
publicstaticExecutorServicenewFixedThreadPool(intnThreads)
returnnewThreadPoolExecutor
(nThreads, nThreads,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,newLinkedBlockingQueue());複製代碼
如果讀者對Java中的阻塞隊列有所瞭解的話,看到這裏或許就能夠明白原因了。
Java中的 BlockingQueue 主要有兩種實現,分別是 ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue 。
ArrayBlockingQueue 是一個用數組實現的有界阻塞隊列,必須設置容量。
LinkedBlockingQueue 是一個用鏈表實現的有界阻塞隊列,容量可以選擇進行設置,不設置的話,將是一個無邊界的阻塞隊列,最大長度爲 Integer.MAX_VALUE 。
這裏的問題就出在:**不設置的話,將是一個無邊界的阻塞隊列,最大長度爲Integer.MAX_VALUE。**也就是說,如果我們不設置 LinkedBlockingQueue 的容量的話,其默認容量將會是 Integer.MAX_VALUE 。
而 newFixedThreadPool 中創建 LinkedBlockingQueue 時,並未指定容量。此時, LinkedBlockingQueue 就是一個無邊界隊列,對於一個無邊界隊列來說,是可以不斷的向隊列中加入任務的,這種情況下就有可能因爲任務過多而導致內存溢出問題。
上面提到的問題主要體現在 newFixedThreadPool 和 newSingleThreadExecutor 兩個工廠方法上,並不是說 newCachedThreadPool 和 newScheduledThreadPool 這兩個方法就安全了,這兩種方式創建的最大線程數可能是 Integer.MAX_VALUE ,而創建這麼多線程,必然就有可能導致OOM。在此我向大家推薦一個架構學習交流羣。交流學習羣號:821169538 裏面會分享一些資深架構師錄製的視頻錄像:有Spring,MyBatis,Netty源碼分析,高併發、高性能、分佈式、微服務架構的原理,JVM性能優化、分佈式架構等這些成爲架構師必備的知識體系。還能領取免費的學習資源,目前受益良多。
創建線程池的正確姿勢 {#toc_3}
避免使用Executors創建線程池,主要是避免使用其中的默認實現,那麼我們可以自己直接調用 ThreadPoolExecutor 的構造函數來自己創建線程池。在創建的同時,給 BlockQueue 指定容量就可以了。
privatestaticExecutorService executor =newThreadPoolExecutor(10,10,60L, TimeUnit.SECONDS,newArrayBlockingQueue(10));複製代碼
這種情況下,一旦提交的線程數超過當前可用線程數時,就會拋出 java.util.concurrent.RejectedExecutionException ,這是因爲當前線程池使用的隊列是有邊界隊列,隊列已經滿了便無法繼續處理新的請求。但是異常(Exception)總比發生錯誤(Error)要好。
除了自己定義 ThreadPoolExecutor 外。還有其他方法。這個時候第一時間就應該想到開源類庫,如apache和guava等。
作者推薦使用guava提供的ThreadFactoryBuilder來創建線程池。
publicclassExecutorsDemo{privatestaticThreadFactory namedThreadFactory =newThreadFactoryBuilder() .setNameFormat("demo-pool-%d").build();privatestaticExecutorService pool =newThreadPoolExecutor(5,200,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,newLinkedBlockingQueue(1024), namedThreadFactory,newThreadPoolExecutor.AbortPolicy());publicstaticvoidmain(String[] args){for(inti =0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) { pool.execute(newSubThread()); } }}複製代碼
通過上述方式創建線程時,不僅可以避免OOM的問題,還可以自定義線程名稱,更加方便的出錯的時候溯源。
思考題,文中作者說:發生異常(Exception)要比發生錯誤(Error)好,爲什麼這麼說?