【轉】京東二面：線程池中的線程拋出了異常，該如何處理？大部分人都會答錯！

在實際開發中，我們常常會用到線程池，但任務一旦提交到線程池之後，如果發生異常之後，怎麼處理？ 怎麼獲取到異常信息？

在瞭解這個問題之前，可以先看一下 線程池的源碼解析，從源碼中我們知道了線程池的提交方式：submit和execute的區別，接下來分別使用他們執行帶有異常的任務！看結果是怎麼樣的！

我們先用僞代碼模擬一下線程池拋異常的場景：

public class ThreadPoolException {
    public static void main(String[] args) {

        //創建一個線程池
        ExecutorService executorService= Executors.newFixedThreadPool(1);

        //當線程池拋出異常後 submit無提示，其他線程繼續執行
        executorService.submit(new task());

        //當線程池拋出異常後 execute拋出異常，其他線程繼續執行新任務
        executorService.execute(new task());
    }
}

//任務類
class task implements  Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("進入了task方法！！！");
        int i=1/0;

    }
}

運行結果：

可以看到：submit不打印異常信息，而execute則會打印異常信息！，submit的方式不打印異常信息，顯然在生產中，是不可行的，因爲我們無法保證線程中的任務永不異常，而如果使用submit的方式出現了異常，直接如上寫法，我們將無法獲取到異常信息，做出對應的判斷和處理，所以下一步需要知道如何獲取線程池拋出的異常！

submit()想要獲取異常信息就必須使用get()方法！！

//當線程池拋出異常後 submit無提示，其他線程繼續執行
Future<?> submit = executorService.submit(new task());
submit.get();

submit打印異常信息如下：

推薦一個開源免費的 Spring Boot 最全教程：

https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

方案一

使用 try -catch

public class ThreadPoolException {
    public static void main(String[] args) {

        //創建一個線程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);

        //當線程池拋出異常後 submit無提示，其他線程繼續執行
        executorService.submit(new task());

        //當線程池拋出異常後 execute拋出異常，其他線程繼續執行新任務
        executorService.execute(new task());
    }
}
// 任務類
class task implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("進入了task方法！！！");
            int i = 1 / 0;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("使用了try -catch 捕獲異常" + e);
        }
    }
}

打印結果：

可以看到 submit 和 execute都清晰易懂的捕獲到了異常，可以知道我們的任務出現了問題，而不是消失的無影無蹤。

方案二：

使用Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler方法捕獲異常。

方案一中，每一個任務都要加一個try-catch 實在是太麻煩了，而且代碼也不好看，那麼這樣想的話，可以用Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler方法捕獲異常

UncaughtExceptionHandler 是Thread類一個內部類，也是一個函數式接口。

內部的uncaughtException是一個處理線程內發生的異常的方法，參數爲線程對象t和異常對象e。

應用在線程池中如下所示：重寫它的線程工廠方法，在線程工廠創建線程的時候，都賦予UncaughtExceptionHandler處理器對象。

public class ThreadPoolException {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //1.實現一個自己的線程池工廠
        ThreadFactory factory = (Runnable r) -> {
            //創建一個線程
            Thread t = new Thread(r);
            //給創建的線程設置UncaughtExceptionHandler對象 裏面實現異常的默認邏輯
            t.setDefaultUncaughtExceptionHandler((Thread thread1, Throwable e) -> {
                System.out.println("線程工廠設置的exceptionHandler" + e.getMessage());
            });
            return t;
        };

        //2.創建一個自己定義的線程池，使用自己定義的線程工廠
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
                1,
                1,
                0,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue(10),
                factory);

        // submit無提示
        executorService.submit(new task());

        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("==================爲檢驗打印結果，1秒後執行execute方法");

        // execute 方法被線程工廠factory 的UncaughtExceptionHandler捕捉到異常
        executorService.execute(new task());

    }

}

class task implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("進入了task方法！！！");
        int i = 1 / 0;
    }
}

打印結果如下：

根據打印結果我們看到，execute方法被線程工廠factory中設置的 UncaughtExceptionHandler捕捉到異常，而submit方法卻沒有任何反應！說明UncaughtExceptionHandler在submit中並沒有被調用。這是爲什麼呢？

在日常使用中，我們知道，execute和submit最大的區別就是execute沒有返回值，submit有返回值。submit返回的是一個future ，可以通過這個future取到線程執行的結果或者異常信息。

Future<?> submit = executorService.submit(new task());
//打印異常結果
  System.out.println(submit.get());

從結果看出：submit並不是丟失了異常，使用future.get（）還是有異常打印的！！那爲什麼線程工廠factory 的UncaughtExceptionHandler沒有打印異常呢？猜測是submit方法內部已經捕獲了異常， 只是沒有打印出來，也因爲異常已經被捕獲，因此jvm也就不會去調用Thread的UncaughtExceptionHandler去處理異常。

接下來，驗證猜想。submit源碼在底層還是調用的execute方法，只不過多一層Future封裝，並返回了這個Future，這也解釋了爲什麼submit會有返回值

//submit()方法
 public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
     if (task == null) throw new NullPointerException();

     //execute內部執行這個對象內部的邏輯，然後將結果或者異常 set到這個ftask裏面
     RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
     // 執行execute方法
     execute(ftask);
     //返回這個ftask
     return ftask;
 }

可以看到submit也是調用的execute，在execute方法中，我們的任務被提交到了addWorker(command, true) ，然後爲每一個任務創建一個Worker去處理這個線程，這個Worker也是一個線程，執行任務時調用的就是Worker的run方法！run方法內部又調用了runworker方法！如下所示：

public void run() {
        runWorker(this);
 }

final void runWorker(Worker w) {
     Thread wt = Thread.currentThread();
     Runnable task = w.firstTask;
     w.firstTask = null;
     w.unlock(); // allow interrupts
     boolean completedAbruptly = true;
     try {
      //這裏就是線程可以重用的原因，循環+條件判斷，不斷從隊列中取任務
      //還有一個問題就是非核心線程的超時刪除是怎麼解決的
      //主要就是getTask方法()見下文③
         while (task != null || (task = getTask()) != null) {
             w.lock();
             if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                  (Thread.interrupted() &&
                   runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                 !wt.isInterrupted())
                 wt.interrupt();
             try {
                 beforeExecute(wt, task);
                 Throwable thrown = null;
                 try {
                  //執行線程
                     task.run();
                     //異常處理
                 } catch (RuntimeException x) {
                     thrown = x; throw x;
                 } catch (Error x) {
                     thrown = x; throw x;
                 } catch (Throwable x) {
                     thrown = x; throw new Error(x);
                 } finally {
                  //execute的方式可以重寫此方法處理異常
                     afterExecute(task, thrown);
                 }
             } finally {
                 task = null;
                 w.completedTasks++;
                 w.unlock();
             }
         }
         //出現異常時completedAbruptly不會被修改爲false
         completedAbruptly = false;
     } finally {
      //如果如果completedAbruptly值爲true，則出現異常，則添加新的Worker處理後邊的線程
         processWorkerExit(w, completedAbruptly);
     }
 }

核心就在 task.run(); 這個方法裏面了， 期間如果發生異常會被拋出。

• 如果用execute提交的任務，會被封裝成了一個runable任務，然後進去 再被封裝成一個worker,最後在worker的run方法裏面調用runWoker方法， runWoker方法裏面執行任務任務，如果任務出現異常，用try-catch捕獲異常往外面拋，我們在最外層使用try-catch捕獲到了 runWoker方法中拋出的異常。因此我們在execute中看到了我們的任務的異常信息。
• 那麼爲什麼submit沒有異常信息呢？ 因爲submit是將任務封裝成了一個futureTask ，然後這個futureTask被封裝成worker，在woker的run方法裏面，最終調用的是futureTask的run方法， 猜測裏面是直接吞掉了異常，並沒有拋出異常，因此在worker的runWorker方法裏面無法捕獲到異常。

下面來看一下futureTask的run方法，果不其然，在try-catch中吞掉了異常，將異常放到了 setException(ex);裏面

public void run() {
     if (state != NEW ||
         !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                      null, Thread.currentThread()))
         return;
     try {
         Callable<V> c = callable;
         if (c != null && state == NEW) {
             V result;
             boolean ran;
             try {
                 result = c.call();
                 ran = true;
             } catch (Throwable ex) {
                 result = null;
                 ran = false;
                 //在此方法中設置了異常信息
                 setException(ex);
             }
             if (ran)
                 set(result);
         }
         //省略下文
 。。。。。。
setException(ex)`方法如下：將異常對象賦予`outcome
protected void setException(Throwable t) {
       if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
        //將異常對象賦予outcome，記住這個outcome，
           outcome = t;
           UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, EXCEPTIONAL); // final state
           finishCompletion();
       }
   }

將異常對象賦予outcome有什麼用呢？這個outcome是什麼呢？當我們使用submit返回Future對象，並使用Future.get()時， 會調用內部的report方法！

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    int s = state;
    if (s <= COMPLETING)
        s = awaitDone(false, 0L);
    //注意這個方法
    return report(s);
}

reoport裏面實際上返回的是outcome ,剛好之前的異常就set到了這個outcome裏面

private V report(int s) throws ExecutionException {
 //設置`outcome`
    Object x = outcome;
    if (s == NORMAL)
     //返回`outcome`
        return (V)x;
    if (s >= CANCELLED)
        throw new CancellationException();
    throw new ExecutionException((Throwable)x);
}

因此，在用submit提交的時候，runable對象被封裝成了future ，future 裏面的 run方法在處理異常時， try-catch了所有的異常，通過setException(ex);方法設置到了變量outcome裏面， 可以通過future.get獲取到outcome。

所以在submit提交的時候，裏面發生了異常， 是不會有任何拋出信息的。而通過future.get（）可以獲取到submit拋出的異常！在submit裏面，除了從返回結果裏面取到異常之外, 沒有其他方法。因此，在不需要返回結果的情況下，最好用execute ，這樣就算沒有寫try-catch，疏漏了異常捕捉，也不至於丟掉異常信息。

方案三

重寫afterExecute進行異常處理。

通過上述源碼分析，在excute的方法裏面，可以通過重寫afterExecute進行異常處理，但是注意！ 這個也只適用於excute提交(submit的方式比較麻煩，下面說)，因爲submit的task.run裏面把異常吞了，根本不會跑出來異常，因此也不會有異常進入到afterExecute裏面。

在runWorker裏面，調用task.run之後，會調用線程池的 afterExecute(task, thrown) 方法

final void runWorker(Worker w) {
//當前線程
        Thread wt = Thread.currentThread();
        //我們的提交的任務
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
                w.lock();
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
                    //直接就調用了task的run方法
                        task.run(); //如果是futuretask的run,裏面是吞掉了異常，不會有異常拋出，
                       // 因此Throwable thrown = null;  也不會進入到catch裏面
                    } catch (RuntimeException x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Error x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Throwable x) {
                        thrown = x; throw new Error(x);
                    } finally {
                    //調用線程池的afterExecute方法 傳入了task和異常
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                    task = null;
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                }
            }
            completedAbruptly = false;
        } finally {
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        }
    }

重寫afterExecute處理execute提交的異常

public class ThreadPoolException3 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

        //1.創建一個自己定義的線程池
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                3,
                0,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue(10)
        ) {
            //重寫afterExecute方法
            @Override
            protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
                System.out.println("afterExecute裏面獲取到異常信息，處理異常" + t.getMessage());
            }
        };

        //當線程池拋出異常後 execute
        executorService.execute(new task());
    }
}

class task3 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("進入了task方法！！！");
        int i = 1 / 0;
    }
}

執行結果：我們可以在afterExecute方法內部對異常進行處理

如果要用這個afterExecute處理submit提交的異常， 要額外處理。判斷Throwable是否是FutureTask，如果是代表是submit提交的異常，代碼如下：

public class ThreadPoolException3 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

        //1.創建一個自己定義的線程池
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                3,
                0,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue(10)
        ) {
            //重寫afterExecute方法
            @Override
            protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
                //這個是excute提交的時候
                if (t != null) {
                    System.out.println("afterExecute裏面獲取到excute提交的異常信息，處理異常" + t.getMessage());
                }
                //如果r的實際類型是FutureTask 那麼是submit提交的，所以可以在裏面get到異常
                if (r instanceof FutureTask) {
                    try {
                        Future<?> future = (Future<?>) r;
                        //get獲取異常
                        future.get();

                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("afterExecute裏面獲取到submit提交的異常信息，處理異常" + e);
                    }
                }
            }
        };
        //當線程池拋出異常後 execute
        executorService.execute(new task());

        //當線程池拋出異常後 submit
        executorService.submit(new task());
    }
}

class task3 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("進入了task方法！！！");
        int i = 1 / 0;
    }
}

處理結果如下：

可以看到使用重寫afterExecute這種方式，既可以處理execute拋出的異常，也可以處理submit拋出的異常。

版權聲明：本文爲CSDN博主「知識分子_」的原創文章，遵循CC 4.0 BY-SA版權協議，轉載請附上原文出處鏈接及本聲明。原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_45076180/article/details/114552567

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