Java中线程池，你真的会用吗？

在《深刻源码分析Java线程池的实现原理》这篇文章中，咱们介绍过了Java中线程池的常见用法以及基本原理。

在文中有这样一段描述：

能够经过Executors静态工厂构建线程池，但通常不建议这样使用。

关于这个问题，在那篇文章中并无深刻的展开。做者之因此这么说，是由于这种建立线程池的方式有很大的隐患，稍有不慎就有可能致使线上故障，如：一次Java线程池误用引起的血案和总结（ zhuanlan.zhihu.com/p/32867181 ）

本文咱们就来围绕这个问题来分析一下为何JDK自身提供的构建线程池的方式并不建议使用？到底应该如何建立一个线程池呢？

Executors

Executors 是一个Java中的工具类。提供工厂方法来建立不一样类型的线程池。



从上图中也能够看出，Executors的建立线程池的方法，建立出来的线程池都实现了ExecutorService接口。经常使用方法有如下几个：

newFiexedThreadPool(int Threads)：建立固定数目线程的线程池。

newCachedThreadPool()：建立一个可缓存的线程池，调用execute 将重用之前构造的线程（若是线程可用）。若是没有可用的线程，则建立一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。

newSingleThreadExecutor()建立一个单线程化的Executor。

newScheduledThreadPool(int corePoolSize)建立一个支持定时及周期性的任务执行的线程池，多数状况下可用来替代Timer类。

类看起来功能仍是比较强大的，又用到了工厂模式、又有比较强的扩展性，重要的是用起来还比较方便，如：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(nThreads) ;
复制代码

便可建立一个固定大小的线程池。

可是为何我说不建议你们使用这个类来建立线程池呢？

我提到的是『不建议』，可是在阿里巴巴Java开发手册中也明确指出，并且用的词是『不容许』使用Executors建立线程池。


Executors存在什么问题

在阿里巴巴Java开发手册中提到，使用Executors建立线程池可能会致使OOM(OutOfMemory ,内存溢出)，可是并无说明为何，那么接下来咱们就来看一下到底为何不容许使用Executors？

咱们先来一个简单的例子，模拟一下使用Executors致使OOM的状况。

/**
 * @author Hollis
 */
public class ExecutorsDemo {
    private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(15);
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
            executor.execute(new SubThread());
        }
    }
}

class SubThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            //do nothing
        }
    }
}
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经过指定JVM参数：-Xmx8m -Xms8m 运行以上代码，会抛出OOM:

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
    at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.offer(LinkedBlockingQueue.java:416)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1371)
    at com.hollis.ExecutorsDemo.main(ExecutorsDemo.java:16)
复制代码

以上代码指出，ExecutorsDemo.java的第16行，就是代码中的executor.execute(new SubThread());。

Executors为何存在缺陷

经过上面的例子，咱们知道了Executors建立的线程池存在OOM的风险，那么究竟是什么缘由致使的呢？咱们须要深刻Executors的源码来分析一下。

其实，在上面的报错信息中，咱们是能够看出蛛丝马迹的，在以上的代码中其实已经说了，真正的致使OOM的实际上是LinkedBlockingQueue.offer方法。

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
    at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.offer(LinkedBlockingQueue.java:416)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1371)
    at com.hollis.ExecutorsDemo.main(ExecutorsDemo.java:16)
复制代码

若是读者翻看代码的话，也能够发现，其实底层确实是经过LinkedBlockingQueue实现的：

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

若是读者对Java中的阻塞队列有所了解的话，看到这里或许就可以明白缘由了。

Java中的BlockingQueue主要有两种实现，分别是ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue。

ArrayBlockingQueue是一个用数组实现的有界阻塞队列，必须设置容量。

LinkedBlockingQueue是一个用链表实现的有界阻塞队列，容量能够选择进行设置，不设置的话，将是一个无边界的阻塞队列，最大长度为Integer.MAX_VALUE。

这里的问题就出在：**不设置的话，将是一个无边界的阻塞队列，最大长度为Integer.MAX_VALUE。**也就是说，若是咱们不设置LinkedBlockingQueue的容量的话，其默认容量将会是Integer.MAX_VALUE。

而newFixedThreadPool中建立LinkedBlockingQueue时，并未指定容量。此时，LinkedBlockingQueue就是一个无边界队列，对于一个无边界队列来讲，是能够不断的向队列中加入任务的，这种状况下就有可能由于任务过多而致使内存溢出问题。

上面提到的问题主要体如今newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor两个工厂方法上，并非说newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool这两个方法就安全了，这两种方式建立的最大线程数多是Integer.MAX_VALUE，而建立这么多线程，必然就有可能致使OOM。

建立线程池的正确姿式

避免使用Executors建立线程池，主要是避免使用其中的默认实现，那么咱们能够本身直接调用ThreadPoolExecutor的构造函数来本身建立线程池。在建立的同时，给BlockQueue指定容量就能够了。

private static ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(10, 10,
        60L, TimeUnit.SECONDS,
        new ArrayBlockingQueue(10));
复制代码

这种状况下，一旦提交的线程数超过当前可用线程数时，就会抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException，这是由于当前线程池使用的队列是有边界队列，队列已经满了便没法继续处理新的请求。可是异常（Exception）总比发生错误（Error）要好。

除了本身定义ThreadPoolExecutor外。还有其余方法。这个时候第一时间就应该想到开源类库，如apache和guava等。

做者推荐使用guava提供的ThreadFactoryBuilder来建立线程池。

public class ExecutorsDemo {

    private static ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder()
        .setNameFormat("demo-pool-%d").build();

    private static ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 200,
        0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
        new LinkedBlockingQueue<Runnable>(1024), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
            pool.execute(new SubThread());
        }
    }
}
复制代码

经过上述方式建立线程时，不只能够避免OOM的问题，还能够自定义线程名称，更加方便的出错的时候溯源。

思考题，文中做者说：发生异常（Exception）要比发生错误（Error）好，为何这么说？

文中提到的《阿里巴巴Java开发手册》，请关注公众号Hollis，回复：手册。便可得到完整版PDF。