看阿里巴巴開發(fā)手冊(cè)并發(fā)編程這塊有一條：線程池不允許使用Executors去創(chuàng)建，而是通過ThreadPoolExecutor的方式，通過源碼分析禁用的原因。

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寫在前面

首先感謝大家在蓋樓的間隙閱讀本篇文章，通過閱讀本篇文章你將了解到：

• 線程池的定義
• Executors創(chuàng)建線程池的幾種方式
• ThreadPoolExecutor對(duì)象
• 線程池執(zhí)行任務(wù)邏輯和線程池參數(shù)的關(guān)系
• Executors創(chuàng)建返回ThreadPoolExecutor對(duì)象
• OOM異常測(cè)試
• 如何定義線程池參數(shù)

如果只想知道原因，看下面

線程池的定義

管理一組工作線程。通過線程池復(fù)用線程有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

減少資源創(chuàng)建 => 減少內(nèi)存開銷，創(chuàng)建線程占用內(nèi)存

降低系統(tǒng)開銷 => 創(chuàng)建線程需要時(shí)間，會(huì)延遲處理的請(qǐng)求

提高穩(wěn)定穩(wěn)定性 => 避免無限創(chuàng)建線程引起的OutOfMemoryError【簡(jiǎn)稱OOM】

Executors創(chuàng)建線程池的方式

根據(jù)返回的對(duì)象類型創(chuàng)建線程池可以分為三類：

• 創(chuàng)建返回ThreadPoolExecutor對(duì)象
• 創(chuàng)建返回ScheduleThreadPoolExecutor對(duì)象
• 創(chuàng)建返回ForkJoinPool對(duì)象

本文只討論創(chuàng)建返回ThreadPoolExecutor對(duì)象

ThreadPoolExecutor對(duì)象

在介紹Executors創(chuàng)建線程池方法前先介紹一下ThreadPoolExecutor，因?yàn)檫@些創(chuàng)建線程池的靜態(tài)方法都是返回ThreadPoolExecutor對(duì)象，和我們手動(dòng)創(chuàng)建ThreadPoolExecutor對(duì)象的區(qū)別就是我們不需要自己傳構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)。

ThreadPoolExecutor的構(gòu)造函數(shù)共有四個(gè)，但最終調(diào)用的都是同一個(gè)：

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

構(gòu)造函數(shù)參數(shù)說明：

• corePoolSize => 線程池核心線程數(shù)量
• maximumPoolSize => 線程池最大數(shù)量
• keepAliveTime => 空閑線程存活時(shí)間
• unit => 時(shí)間單位
• workQueue => 線程池所使用的緩沖隊(duì)列
• threadFactory => 線程池創(chuàng)建線程使用的工廠
• handler => 線程池對(duì)拒絕任務(wù)的處理策略

線程池執(zhí)行任務(wù)邏輯和線程池參數(shù)的關(guān)系

執(zhí)行邏輯說明：

• 判斷核心線程數(shù)是否已滿，核心線程數(shù)大小和corePoolSize參數(shù)有關(guān)，未滿則創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)
• 若核心線程池已滿，判斷隊(duì)列是否滿，隊(duì)列是否滿和workQueue參數(shù)有關(guān)，若未滿則加入隊(duì)列中
• 若隊(duì)列已滿，判斷線程池是否已滿，線程池是否已滿和maximumPoolSize參數(shù)有關(guān)，若未滿創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)
• 若線程池已滿，則采用拒絕策略處理無法執(zhí)執(zhí)行的任務(wù)，拒絕策略和handler參數(shù)有關(guān)

Executors創(chuàng)建返回ThreadPoolExecutor對(duì)象

Executors創(chuàng)建返回ThreadPoolExecutor對(duì)象的方法共有三種：

• Executors#newCachedThreadPool => 創(chuàng)建可緩存的線程池
• Executors#newSingleThreadExecutor => 創(chuàng)建單線程的線程池
• Executors#newFixedThreadPool => 創(chuàng)建固定長(zhǎng)度的線程池

Executors#newCachedThreadPool方法

public static ExecutorService newCachedThreadPool() { 
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 
                                  60L, TimeUnit.SECONDS, 
                                  new SynchronousQueue<Runnable>()); 
} 

CachedThreadPool是一個(gè)根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建新線程的線程池

• corePoolSize => 0，核心線程池的數(shù)量為0
• maximumPoolSize => Integer.MAX_VALUE，可以認(rèn)為最大線程數(shù)是無限的
• keepAliveTime => 60L
• unit => 秒
• workQueue => SynchronousQueue

當(dāng)一個(gè)任務(wù)提交時(shí)，corePoolSize為0不創(chuàng)建核心線程，SynchronousQueue是一個(gè)不存儲(chǔ)元素的隊(duì)列，可以理解為隊(duì)里永遠(yuǎn)是滿的，因此最終會(huì)創(chuàng)建非核心線程來執(zhí)行任務(wù)。

對(duì)于非核心線程空閑60s時(shí)將被回收。因?yàn)镮nteger.MAX_VALUE非常大，可以認(rèn)為是可以無限創(chuàng)建線程的，在資源有限的情況下容易引起OOM異常

Executors#newSingleThreadExecutor方法

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { 
    return new FinalizableDelegatedExecutorService 
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS, 
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); 
} 

SingleThreadExecutor是單線程線程池，只有一個(gè)核心線程

• corePoolSize => 1，核心線程池的數(shù)量為1
• maximumPoolSize => 1，只可以創(chuàng)建一個(gè)非核心線程
• keepAliveTime => 0L
• unit => 秒
• workQueue => LinkedBlockingQueue

當(dāng)一個(gè)任務(wù)提交時(shí)，首先會(huì)創(chuàng)建一個(gè)核心線程來執(zhí)行任務(wù)，如果超過核心線程的數(shù)量，將會(huì)放入隊(duì)列中，因?yàn)長(zhǎng)inkedBlockingQueue是長(zhǎng)度為Integer.MAX_VALUE的隊(duì)列，可以認(rèn)為是無界隊(duì)列，因此往隊(duì)列中可以插入無限多的任務(wù)，在資源有限的時(shí)候容易引起OOM異常，同時(shí)因?yàn)闊o界隊(duì)列，maximumPoolSize和keepAliveTime參數(shù)將無效，壓根就不會(huì)創(chuàng)建非核心線程

Executors#newFixedThreadPool方法

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { 
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS, 
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); 
} 

FixedThreadPool是固定核心線程的線程池，固定核心線程數(shù)由用戶傳入

• corePoolSize => 1，核心線程池的數(shù)量為1
• maximumPoolSize => 1，只可以創(chuàng)建一個(gè)非核心線程
• keepAliveTime => 0L
• unit => 秒
• workQueue => LinkedBlockingQueue
• 它和SingleThreadExecutor類似，唯一的區(qū)別就是核心線程數(shù)不同，并且由于使用的是LinkedBlockingQueue，在資源有限的時(shí)候容易引起OOM異常

總結(jié)：

• FixedThreadPool和SingleThreadExecutor => 允許的請(qǐng)求隊(duì)列長(zhǎng)度為Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)堆積大量的請(qǐng)求，從而引起OOM異常
• CachedThreadPool => 允許創(chuàng)建的線程數(shù)為Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)創(chuàng)建大量的線程，從而引起OOM異常

這就是為什么禁止使用Executors去創(chuàng)建線程池，而是推薦自己去創(chuàng)建ThreadPoolExecutor的原因

OOM異常測(cè)試

理論上會(huì)出現(xiàn)OOM異常，必須測(cè)試一波驗(yàn)證之前的說法：

測(cè)試類：TaskTest.java

public class TaskTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool(); 
        int i = 0; 
        while (true) { 
            es.submit(new Task(i++)); 
        } 
    } 
} 

使用Executors創(chuàng)建的CachedThreadPool，往線程池中無限添加線程

在啟動(dòng)測(cè)試類之前先將JVM內(nèi)存調(diào)整小一點(diǎn)，不然很容易將電腦跑出問題【別問我為什么知道，是鐵憨憨甜沒錯(cuò)了!!!】，在idea里：Run -> Edit Configurations

JVM參數(shù)說明：

• -Xms10M => Java Heap內(nèi)存初始化值
• -Xmx10M => Java Heap內(nèi)存最大值

運(yùn)行結(jié)果：

Exception: java.lang.OutOfMemoryError thrown from the UncaughtExceptionHandler in thread "main"Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:60416', transport: 'socket'

創(chuàng)建到3w多個(gè)線程的時(shí)候開始報(bào)OOM錯(cuò)誤

另外兩個(gè)線程池就不做測(cè)試了，測(cè)試方法一致，只是創(chuàng)建的線程池不一樣

如何定義線程池參數(shù)

CPU密集型 => 線程池的大小推薦為CPU數(shù)量 + 1，CPU數(shù)量可以根據(jù)Runtime.availableProcessors方法獲取

IO密集型 => CPU數(shù)量 * CPU利用率 * (1 + 線程等待時(shí)間/線程CPU時(shí)間)

混合型 => 將任務(wù)分為CPU密集型和IO密集型，然后分別使用不同的線程池去處理，從而使每個(gè)線程池可以根據(jù)各自的工作負(fù)載來調(diào)整

阻塞隊(duì)列 => 推薦使用有界隊(duì)列，有界隊(duì)列有助于避免資源耗盡的情況發(fā)生

拒絕策略 => 默認(rèn)采用的是AbortPolicy拒絕策略，直接在程序中拋出RejectedExecutionException異?！疽?yàn)槭沁\(yùn)行時(shí)異常，不強(qiáng)制catch】，這種處理方式不夠優(yōu)雅。處理拒絕策略有以下幾種比較推薦：

• 在程序中捕獲RejectedExecutionException異常，在捕獲異常中對(duì)任務(wù)進(jìn)行處理。針對(duì)默認(rèn)拒絕策略
• 使用CallerRunsPolicy拒絕策略，該策略會(huì)將任務(wù)交給調(diào)用execute的線程執(zhí)行【一般為主線程】，此時(shí)主線程將在一段時(shí)間內(nèi)不能提交任何任務(wù)，從而使工作線程處理正在執(zhí)行的任務(wù)。此時(shí)提交的線程將被保存在TCP隊(duì)列中，TCP隊(duì)列滿將會(huì)影響客戶端，這是一種平緩的性能降低
• 自定義拒絕策略，只需要實(shí)現(xiàn)RejectedExecutionHandler接口即可
• 如果任務(wù)不是特別重要，使用DiscardPolicy和DiscardOldestPolicy拒絕策略將任務(wù)丟棄也是可以的

如果使用Executors的靜態(tài)方法創(chuàng)建ThreadPoolExecutor對(duì)象，可以通過使用Semaphore對(duì)任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)行限流也可以避免出現(xiàn)OOM異常。