轉載自   Java中執行緒池，你真的會用嗎

在《深入原始碼分析Java執行緒池的實現原理》這篇文章中，我們介紹過了Java中執行緒池的常見用法以及基本原理。

在文中有這樣一段描述：

可以通過Executors靜態工廠構建執行緒池，但一般不建議這樣使用。

關於這個問題，在那篇文章中並沒有深入的展開。作者之所以這麼說，是因為這種建立執行緒池的方式有很大的隱患，稍有不慎就有可能導致線上故障。

本文我們就來圍繞這個問題來分析一下為什麼JDK自身提供的構建執行緒池的方式並不建議使用？到底應該如何建立一個執行緒池呢？

Executors

Executors 是一個Java中的工具類。提供工廠方法來建立不同型別的執行緒池。

從上圖中也可以看出，Executors的建立執行緒池的方法，創建出來的執行緒池都實現了ExecutorService介面。常用方法有以下幾個：

newFiexedThreadPool(int Threads)：建立固定數目執行緒的執行緒池。

newCachedThreadPool()：建立一個可快取的執行緒池，呼叫execute 將重用以前構造的執行緒（如果執行緒可用）。如果沒有可用的執行緒，則建立一個新執行緒並新增到池中。終止並從快取中移除那些已有 60 秒鐘未被使用的執行緒。

newSingleThreadExecutor()建立一個單執行緒化的Executor。

newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

類看起來功能還是比較強大的，又用到了工廠模式、又有比較強的擴充套件性，重要的是用起來還比較方便，如：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(nThreads) ;

即可建立一個固定大小的執行緒池。

但是為什麼我說不建議大家使用這個類來建立執行緒池呢？

我提到的是『不建議』，但是在阿里巴巴Java開發手冊中也明確指出，而且用的詞是『不允許』使用Executors建立執行緒池。

Executors存在什麼問題

在阿里巴巴Java開發手冊中提到，使用Executors建立執行緒池可能會導致OOM(OutOfMemory ,記憶體溢位)，但是並沒有說明為什麼，那麼接下來我們就來看一下到底為什麼不允許使用Executors？

我們先來一個簡單的例子，模擬一下使用Executors導致OOM的情況。

/**
* @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
       }
   }
}

通過指定JVM引數：-Xmx8m -Xms8m 執行以上程式碼，會丟擲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)

以上程式碼指出，ExecutorsDemo.java的第16行，就是程式碼中的executor.execute(new SubThread());。

Executors為什麼存在缺陷

通過上面的例子，我們知道了Executors建立的執行緒池存在OOM的風險，那麼到底是什麼原因導致的呢？我們需要深入Executors的原始碼來分析一下。

其實，在上面的報錯資訊中，我們是可以看出蛛絲馬跡的，在以上的程式碼中其實已經說了，真正的導致OOM的其實是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)

如果讀者翻看程式碼的話，也可以發現，其實底層確實是通過LinkedBlockingQueue實現的：

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

如果讀者對Java中的阻塞佇列有所瞭解的話，看到這裡或許就能夠明白原因了。

Java中的BlockingQueue主要有兩種實現，分別是ArrayBlockingQueue 和 LinkedBlockingQueue。

ArrayBlockingQueue是一個用陣列實現的有界阻塞佇列，必須設定容量。

LinkedBlockingQueue是一個用連結串列實現的有界阻塞佇列，容量可以選擇進行設定，不設定的話，將是一個無邊界的阻塞佇列，最大長度為Integer.MAX_VALUE。

這裡的問題就出在：不設定的話，將是一個無邊界的阻塞佇列，最大長度為Integer.MAX_VALUE。也就是說，如果我們不設定LinkedBlockingQueue的容量的話，其預設容量將會是Integer.MAX_VALUE。

而newFixedThreadPool中建立LinkedBlockingQueue時，並未指定容量。此時，LinkedBlockingQueue就是一個無邊界佇列，對於一個無邊界佇列來說，是可以不斷的向佇列中加入任務的，這種情況下就有可能因為任務過多而導致記憶體溢位問題。

上面提到的問題主要體現在newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor兩個工廠方法上，並不是說newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool這兩個方法就安全了，這兩種方式建立的最大執行緒數可能是Integer.MAX_VALUE，而建立這麼多執行緒，必然就有可能導致OOM。

建立執行緒池的正確姿勢

避免使用Executors建立執行緒池，主要是避免使用其中的預設實現，那麼我們可以自己直接呼叫ThreadPoolExecutor的建構函式來自己建立執行緒池。在建立的同時，給BlockQueue指定容量就可以了。

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

這種情況下，一旦提交的執行緒數超過當前可用執行緒數時，就會丟擲java.util.concurrent.RejectedExecutionException，這是因為當前執行緒池使用的佇列是有邊界佇列，佇列已經滿了便無法繼續處理新的請求。但是異常（Exception）總比發生錯誤（Error）要好。

除了自己定義ThreadPoolExecutor外。還有其他方法。這個時候第一時間就應該想到開源類庫，如apache和guava等。

作者推薦使用guava提供的ThreadFactoryBuilder來建立執行緒池。

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());
       }
   }
}

通過上述方式建立執行緒時，不僅可以避免OOM的問題，還可以自定義執行緒名稱，更加方便的出錯的時候溯源。

思考題，文中作者說：發生異常（Exception）要比發生錯誤（Error）好，為什麼這麼說？