面试突击32：为什么创建线程池一定要用ThreadPoolExecutor？
面试突击32：为什么创建线程池一定要用ThreadPoolExecutor？
在 Java 语言中，并发编程都是依靠线程池完成的，而线程池的创建方式又有很多，但从大的分类来说，线程池的创建总共分为两大类：手动方式使用 ThreadPoolExecutor 创建线程池和使用 Executors 执行器自动创建线程池。 那究竟要使用哪种方式来创建线程池呢？我们今天就来详细的聊一聊。
先说结论
在 Java 语言中，一定要使用 ThreadPoolExecutor 手动的方式来创建线程池，因为这种方式可以通过参数来控制最大任务数和拒绝策略，让线程池的执行更加透明和可控，并且可以规避资源耗尽的风险。
OOM风险演示
假如我们使用了 Executors 执行器自动创建线程池的方式来创建线程池，那么就会存现线程溢出的风险，以 CachedThreadPool 为例我们来演示一下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorExample {
static class OOMClass {
// 创建 1MB 大小的变量（1M = 1024KB = 1024*1024Byte）
private byte[] data_byte = new byte[1 * 1024 * 1024];
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 使用执行器自动创建线程池
ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
List<Object> list = new ArrayList<>();
// 添加任务
for (int i = 0; i < 10; i++) {
int finalI = i;
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 定时添加
try {
Thread.sleep(finalI * 200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 将 1M 对象添加到集合
OOMClass oomClass = new OOMClass();
list.add(oomClass);
System.out.println("执行任务：" + finalI);
}
});
}
}
}第 2 步将 Idea 中 JVM 最大运行内存设置为 10M（设置此值主要是为了方便演示），如下图所示：
以上程序的执行结果如下图所示：
从上述结果可以看出，当线程执行了 7 次之后就开始出现 OutOfMemoryError 内存溢出的异常了。
内存溢出原因分析
想要了解内存溢出的原因，我们需要查看 CachedThreadPool 实现的细节，它的源码如下图所示：
构造函数的第 2 个参数被设置成了 Integer.MAX_VALUE，这个参数的含义是最大线程数，所以由于 CachedThreadPool 并不限制线程的数量，当任务数量特别多的时候，就会创建非常多的线程。而上面的 OOM 示例，每个线程至少要消耗 1M 大小的内存，加上 JDK 系统类的加载也要占用一部分的内存，所以当总的运行内存大于 10M 的时候，就出现内存溢出的问题了。
使用ThreadPoolExecutor来改进
接下来我们使用 ThreadPoolExecutor 来改进一下 OOM 的问题，我们使用 ThreadPoolExecutor 手动创建线程池的方式，创建一个最大线程数为 2，最多可存储 2 个任务的线程池，并且设置线程池的拒绝策略为忽略新任务，这样就能保证线程池的运行内存大小不会超过 10M 了，实现代码如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;
/**
* ThreadPoolExecutor 演示示例
*/
public class ThreadPoolExecutorExample {
static class OOMClass {
// 创建 1MB 大小的变量（1M = 1024KB = 1024*1024Byte）
private byte[] data_byte = new byte[1 * 1024 * 1024];
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 手动创建线程池，最大线程数 2，最多存储 2 个任务，其他任务会被忽略
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 2,
0L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(2),
new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()); // 拒绝策略：忽略任务
List<Object> list = new ArrayList<>();
// 添加任务
for (int i = 0; i < 10; i++) {
int finalI = i;
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 定时添加
try {
Thread.sleep(finalI * 200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 将 1m 对象添加到集合
OOMClass oomClass = new OOMClass();
list.add(oomClass);
System.out.println("执行任务：" + finalI);
}
});
}
// 关闭线程池
threadPool.shutdown();
// 检测线程池的任务执行完
while (!threadPool.awaitTermination(3, TimeUnit.SECONDS)) {
System.out.println("线程池中还有任务在处理");
}
}
}以上程序的执行结果如下图所示：
从上述结果可以看出，线程池从开始执行到执行结束都没有出现 OOM 的异常，这就是手动创建线程池的优势。
其他创建线程池的问题
除了 CachedThreadPool 线程池之外，其他使用 Executors 自动创建线程池的方式，也存在着其他一些问题，比如 FixedThreadPool 它的实现源码如下：
而默认情况下任务队列 LinkedBlockingQueue 的存储容量是 Integer.MAX_VALUE，也是趋向于无限大，如下图所示：
这样就也会造成，因为线程池的任务过多而导致的内存溢出问题。其他几个使用 Executors 自动创建线程池的方式也存在此问题，这里就不一一演示了。
总结
线程池的创建方式总共分为两大类：手动使用 ThreadPoolExecutor 创建线程池和自动使用 Executors 执行器创建线程池的方式。其中使用 Executors 自动创建线程的方式，因为线程个数或者任务个数不可控，可能会导致内存溢出的风险，所以在创建线程池时，建议使用 ThreadPoolExecutor 的方式来创建。
腾讯云开发者
