代码收藏家技术教程 2024-09-06

Java线程池拒绝策略深度解析与详解

在Java多线程编程中，线程池（ThreadPool）是一种重要的并发工具，它允许我们创建一组可复用的线程来执行多个任务。然而，当线程池中的线程数达到其最大容量，并且任务队列也满了时，新提交的任务就需要被处理，这时就会用到线程池的拒绝策略。本文将详细介绍Java中ThreadPoolExecutor提供的四种拒绝策略，并探讨它们的特点、使用场景及示例代码。

线程池拒绝策略概述

线程池的拒绝策略是指当线程池无法接受新任务时，如何处理这些被拒绝的任务。ThreadPoolExecutor提供了四种内置的拒绝策略，并且允许用户自定义拒绝策略。

1. AbortPolicy（默认策略）

特点：当任务无法被线程池执行时，会抛出一个RejectedExecutionException异常。

使用场景：适用于对任务丢失敏感的场景，当线程池无法接受新任务时，希望立即知道并处理该异常。

示例代码：

import java.util.concurrent.*;

public class AbortPolicyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
                2, 2, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(2),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("Task " + Thread.currentThread().getName() + " is running.");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            });
        }

        executor.shutdown();
    }
}

2. CallerRunsPolicy

特点：当任务无法被线程池执行时，会直接在调用者线程中运行这个任务。如果调用者线程正在执行一个任务，则会创建一个新线程来执行被拒绝的任务。

使用场景：适用于可以容忍任务在调用者线程中执行的业务场景，它允许任务继续执行，而不会因为线程池资源不足而被丢弃。

示例代码：

import java.util.concurrent.*;

public class CallerRunsPolicyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
                2, 2, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(2),
                new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("Task " + Thread.currentThread().getName() + " is running.");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            });
        }

        executor.shutdown();
    }
}

3. DiscardPolicy

特点：当任务无法被线程池执行时，任务将被直接丢弃，不抛出异常，也不执行任务。

使用场景：适用于对任务丢失不敏感的场景，当线程池无法接受新任务时，简单地丢弃被拒绝的任务。

示例代码：

import java.util.concurrent.*;

public class DiscardPolicyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
                2, 2, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(2),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("Task " + Thread.currentThread().getName() + " is running.");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            });
        }

        executor.shutdown();
    }
}

4. DiscardOldestPolicy

特点：当任务无法被线程池执行时，线程池会丢弃队列中最旧的未处理任务，然后尝试重新提交当前任务。

使用场景：适用于对新任务优先级较高的场景，当线程池无法接受新任务时，会丢弃一些等待时间较长的旧任务，以便接受新任务。

示例代码：

import java.util.concurrent.*;

public class DiscardOldestPolicyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
                2, 2, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(2),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            final int taskId = i;
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("Executing task " + taskId + " by " + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            });
        }

        executor.shutdown();
        // 等待所有任务完成（尽管有些任务可能已被丢弃）
        try {
            if (!executor.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS)) {
                executor.shutdownNow();
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            executor.shutdownNow();
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

在这个例子中，我们尝试提交了5个任务到一个容量为2的线程池，其中任务队列的最大容量也设置为2。由于DiscardOldestPolicy被用作拒绝策略，当尝试提交第5个任务时，队列中最旧的任务（即第1个任务）将被丢弃，然后尝试重新提交当前任务（但在这个例子中，由于线程池和队列都已满，第5个任务实际上也会被丢弃，因为没有额外的空间来容纳它）。

5. 自定义拒绝策略

除了上述四种内置的拒绝策略外，ThreadPoolExecutor还允许你通过实现RejectedExecutionHandler接口来定义自己的拒绝策略。这提供了极高的灵活性，可以根据具体需求定制拒绝任务的行为。

自定义拒绝策略示例：

import java.util.concurrent.*;

public class CustomRejectionPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        // 在这里定义你的自定义处理逻辑
        System.out.println("Task " + r.toString() + " was rejected");
        // 可以选择记录日志、抛出异常、使用备用线程池执行等
    }

    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
                2, 2, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(2),
                new CustomRejectionPolicy());

        // 提交任务...
    }
}

在自定义拒绝策略中，你可以访问被拒绝的任务（Runnable r）和线程池实例（ThreadPoolExecutor executor），从而可以根据这些信息来做出决策，比如记录日志、抛出异常、将任务提交到另一个线程池等。

线程池拒绝策略是处理超出线程池处理能力的任务的一种方式。Java提供了四种内置的拒绝策略，每种策略都有其适用场景。然而，在复杂的应用场景中，这些内置策略可能无法满足需求，此时可以通过实现自定义拒绝策略来灵活处理。无论是使用内置策略还是自定义策略，都需要根据应用的具体需求和资源状况来合理选择，以确保系统的稳定性和高效性。

在设计系统时，合理配置线程池的大小、任务队列的容量以及选择合适的拒绝策略，对于提高系统的并发处理能力和稳定性至关重要。

作者：一枚码仔

Java