【八股文Java】图解Java线程池实现原理(ThreadPoolExecutor)
【八股文Java】图解Java线程池实现原理(ThreadPoolExecutor)
简介
弄清楚 ThreadPoolExecutor 的原理之后，线程池的面试题都很简单。
1、线程池的参数
2、线程的创建时机及执行流程
3、线程池的状态及如何优雅关闭线程池
为了实现优雅关闭线程池：
（1）必须拒绝接收新任务但是必须保证队列中的任务也有机会被执行。
调用方法：
public void shutdown()（2）等待某段时间，让任务执行尽量完成。
调用方法：
public boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)（3）等待某段时间后，可以判断线程池中的任务是否已经全部完成，可以根据业务特性，是否强制关闭（调用shutdownNow方法），或者重试几次尝试关闭。
看一下dubbo （版本3.0.16-SNAPSHOT）的线程池优雅关闭实现：
org.apache.dubbo.common.utils.ExecutorUtil#gracefulShutdown
4、线程池有哪些坑或注意点
（1）OOM问题。
线程池大小容量不受限或队列容量不受限可能导致OOM。
线程池中使用ThreadLocal，没有清理ThreadLocal值。
Java避坑指南:确保ThreadLocal变量在线程池及跨服务使用时，重新初始化及清理 崔认知，公众号：认知科技技术团队Java避坑指南:确保ThreadLocal变量在线程池及跨服务使用时，重新初始化及清理
（2）异常丢失问题及线程由于异常退出问题。任务执行过程中发生异常可能会丢失，还可能使线程池中的线程由于异常导致退出。
Java避坑指南:ThreadPoolExecutor提交任务出现异常，异常是否吞掉，线程是否退出的不同影响 崔认知，公众号：认知科技技术团队Java避坑指南:ThreadPoolExecutor提交任务出现异常，异常是否吞掉，线程是否退出的不同影响
解决方法：
（1）显示捕获异常处理。任务的整个执行使用try、catch来捕获异常处理。
（2）使用future模式，异常封装到future对象中，使用future的get方法捕获取异常。
（3）相互依赖的任务共享线程池导致死锁。
Java避坑指南:不要在池大小有限的线程池中，执行有相互依赖的任务，防止"线程饥饿锁"导致故障 崔认知，公众号：认知科技技术团队Java避坑指南:不要在池大小有限的线程池中，执行有相互依赖的任务，防止"线程饥饿锁"导致故障
（4）线程池中使用ThreadLocal没重新设值，导致隐式传参数据混乱。
（5）ThreadLocal在线程池中，由于跨线程，导致ThreadLocal隐式传参失效。
Java并发:线程封闭手段ThreadLocal实现线程安全的使用场景及避坑场景 崔认知，公众号：认知科技技术团队Java并发:线程封闭手段ThreadLocal实现线程安全的使用场景及避坑场景
5、如何监控线程池
- 线程池活跃度告警：活跃度 = (activeCount / maximumPoolSize) * 100
比如 threshold 阈值配置 80，表示活跃度达到 80% 时触发告警。
- 队列容量告警：容量使用率 = (queueSize / queueCapacity) * 100
比如 threshold 阈值配置 80，表示容量使用率达到 80% 时触发告警。
- 拒绝策略告警：可以重写RejectedExecutionHandler，或动态代理RejectedExecutionHandler，加入报警逻辑。
- 任务排队超时告警：重写beforeExecute，记录开始执行时间，对比任务提交时间。
- 任务执行超时告警：重写 ThreadPoolExecutor 的 beforeExecute() 和 afterExecute() 方法，记录任务执行时间。
参考：https://dynamictp.cn/guide/notice/alarm.html#%E5%91%8A%E8%AD%A6%E7%B1%BB%E5%9E%8B
附dubbo优雅关闭线程池源码：
public static void gracefulShutdown(Executor executor, int timeout) {
if (!(executor instanceof ExecutorService) || isTerminated(executor)) {
return;
}
final ExecutorService es = (ExecutorService) executor;
try {
// Disable new tasks from being submitted
es.shutdown();
} catch (SecurityException | NullPointerException ex2) {
return;
}
try {
// Wait a while for existing tasks to terminate
if (!es.awaitTermination(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
es.shutdownNow();
}
} catch (InterruptedException ex) {
es.shutdownNow();
Thread.currentThread().interrupt();
}
if (!isTerminated(es)) {
newThreadToCloseExecutor(es);
}
} private static void newThreadToCloseExecutor(final ExecutorService es) {
if (!isTerminated(es)) {
SHUTDOWN_EXECUTOR.execute(() -> {
try {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
es.shutdownNow();
if (es.awaitTermination(10, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
break;
}
}
} catch (InterruptedException ex) {
Thread.currentThread().interrupt();
} catch (Throwable e) {
logger.warn(e.getMessage(), e);
}
});
}
}
public static boolean isTerminated(Executor executor) {
if (executor instanceof ExecutorService) {
if (((ExecutorService) executor).isTerminated()) {
return true;
}
}
return false;
}