有些線程跑著跑著就不見了

前言

最近接了一個(gè)業(yè)務(wù)需求，需求倒是不難，三下五除二就整理出設(shè)計(jì)方案，然后就開始代碼改造。

啪，很快，就完成代碼改造，然后提測給測試小姐姐。

小姐姐前面測試好好的，測到這個(gè)工程的時(shí)候，突然跟我反饋，你看這個(gè)這個(gè)工程跑著跑著就不動(dòng)了，日志什么也沒了。

那時(shí)候正在忙，想著我就沒改幾行代碼，也沒涉及核心邏輯，那肯定沒問題的。

于是回復(fù)小姐姐，業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行的太慢了吧，再等個(gè)半小時(shí)再看看？

一小時(shí)后，小姐姐又來找我，我都等了一小時(shí)，這個(gè)工程還是沒動(dòng)啊，日志還是沒有啊。

這下不能拖了，上去仔細(xì)一看，還真是，怎么就沒了呢？

先簡單說下這段代碼，就是使用一個(gè)異步線程執(zhí)行一段業(yè)務(wù)邏輯，示例代碼如下：

//?前置邏輯
.....
Thread?thread=new?Thread(new?Runnable()?{
????@Override
????public?void?run()?{
????????try?{
???????????//?異步線程執(zhí)行其他業(yè)務(wù)邏輯
????????}?catch?(Exception?e)?{
???????????//?不進(jìn)行任何代碼處理
????????}
????}
});
thread.start();

憑著老程序員的經(jīng)驗(yàn)，猜到可能是異步線程內(nèi)發(fā)生了異常，導(dǎo)致異步線程退出，不再繼續(xù)執(zhí)行。而又因?yàn)樯鲜龃a「吃掉」了異常，這就導(dǎo)致我們從外部看起來這個(gè)工程跑著跑著就不動(dòng)了，日志什么也沒了。

于是改造了一下，打印出相關(guān)異常日志，最終定位問題，原來是小姐姐造的數(shù)據(jù)存在問題，從而引發(fā) NPE 問題。

「不知道大家有沒有碰到過上面的情況，使用線程異步執(zhí)行相關(guān)邏輯，但是執(zhí)行到一半突然就像卡主一般，不再繼續(xù)往下執(zhí)行。」

小黑哥碰到過幾次，這幾次原因都不太相同，總結(jié)起來分為下面三種情況：

• 異步任務(wù)長時(shí)間被阻塞

• 異步任務(wù)發(fā)生異常

• 異步任務(wù)異常被吃掉

異步任務(wù)長時(shí)間被阻塞

第一種，異步線程執(zhí)行任務(wù)，這個(gè)任務(wù)需要通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用其他遠(yuǎn)端服務(wù)。假設(shè)服務(wù)端響應(yīng)的非常慢，而我們設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)超時(shí)時(shí)間又很長，這就會(huì)導(dǎo)致這個(gè)線程長時(shí)間被阻塞。

假設(shè)異步任務(wù)偽碼如下：

ThreadPoolExecutor?threadPool=?....;
threadPool.execute(()?->?{
//?1.調(diào)用遠(yuǎn)端服務(wù)
Socket?socket....;
//?2.設(shè)置超時(shí)時(shí)間
socket.setSoTimeout(60*1000);
//?3.讀取服務(wù)端返回
socket.read();
});

上面程序中，如果服務(wù)端一直沒有返回，那么異步線程將會(huì)一直被阻塞，直到超時(shí)。

這種情況其實(shí)還好，我們無非等待一段時(shí)間，就可以看到異步線程繼續(xù)往下執(zhí)行任務(wù)。

舉一個(gè)極端的例子，假設(shè)上面的代碼沒有設(shè)置超時(shí)時(shí)間，而服務(wù)端一直沒有返回響應(yīng)，「此時(shí)異步線程就會(huì)被一直阻塞」。

除了上面網(wǎng)絡(luò)讀取阻塞的例子，常見情況還有

• 執(zhí)行了長時(shí)間休眠，比如 TimeUnit.MINUTES.sleep(60)
• 內(nèi)部發(fā)生了死鎖
• 等等

如果異步線程長時(shí)間被阻塞，而異步任務(wù)執(zhí)行又比較頻繁，那么線程池內(nèi)可用線程將會(huì)被慢慢耗盡，此時(shí)后續(xù)任務(wù)就會(huì)被拒絕執(zhí)行。

解決辦法

其實(shí)非常簡單，首先我們使用 jstack 命令 「dump」 一下當(dāng)前 Java 應(yīng)用的線程堆棧情況，然后根據(jù)線程池名字定位相關(guān)線程即可。

如果沒有自定義線程池 ThreadFactory 參數(shù)，那查找定位被阻塞線程就比較麻煩了。

所以創(chuàng)建線程池建議自定義 ThreadFactory 參數(shù)，這對(duì)于后期排查問題非常有用。

異步任務(wù)異常未捕獲

上面的情況，異步線程其實(shí)還活著，只是被阻塞沒辦法執(zhí)行后續(xù)的邏輯。

那這一類情況呢，與上面不太一樣，由于異步任務(wù)內(nèi)部發(fā)生錯(cuò)誤，拋出異常，而代碼邏輯中又沒有進(jìn)行捕獲處理，從而導(dǎo)致線程提前異常退出。

異常退出偽碼如下:

//?1.創(chuàng)建執(zhí)行的任務(wù)
Runnable?runnable=new?Runnable()?{
????@Override
????public?void?run()?{
???????//?執(zhí)行前置邏輯
????????//?拋出異常
????????int?i=100/0;
???????//?執(zhí)行后置邏輯
????????
????}
};
//?2.創(chuàng)建線程
Thread?thread=new?Thread(runnable);
//?3.運(yùn)行異步線程
thread.start();
//?其他業(yè)務(wù)邏輯

上述代碼中，異步線程執(zhí)行到除零邏輯，將會(huì)拋出異常，然后異步線程將會(huì)異常退出。

「異步線程內(nèi)拋出的異常日志僅僅只會(huì)被打印到控制臺(tái)，而不會(huì)被記錄到日志文件中?！?/strong>

所以正常的業(yè)務(wù)日志中是見不到線程異常的日志，這就給了我們一種假象，異步線程看起來還在執(zhí)行任務(wù)，其實(shí)它已經(jīng)掛了。

PS:上面的話可能不好理解，舉個(gè)例子，如果你使用 IDEA 執(zhí)行上面這段程序，異常日志將會(huì)被輸出到 IDEA 下方控制臺(tái)。

而如果我們在 Linux 機(jī)器上執(zhí)行這段程序，異常日志僅僅只會(huì)顯示在當(dāng)前終端窗口上，一旦關(guān)閉當(dāng)前終端窗口，日志就沒。了。

如果想要保存這種日志，我們需要將 stdout 重定向到日志文件中，比如執(zhí)行以下命令：

--?將?stdout?重定向輸出到文件中
nohup?java??xxxx?>?$STDOUT_FILE?2>&1?&

解決辦法

第一種解決辦法，其實(shí)很多讀者已經(jīng)想到了，異步線程內(nèi)使用 try..catch 語句捕獲所有異常即可。

「沒錯(cuò)，就是這么簡單?！?/strong>

不過這里提一點(diǎn)，一般我們使用 try..catch僅僅只會(huì)捕獲 Exception異常。

那么極端情況下，異步線程內(nèi)如果拋出 Error，比如拋出了 java.lang.NoClassDefFoundError，此時(shí)是沒法捕獲，異步線程依舊會(huì)異常退出。

所以我們可以使用try..catch捕獲 Throwable，這樣及時(shí)發(fā)生 Error錯(cuò)誤，也會(huì)被捕獲。

不過個(gè)人覺得捕獲Exception異常就夠了，正常工程應(yīng)用很少會(huì)發(fā)生 Error錯(cuò)誤，所以我們只要了解有這個(gè)可能即可。

ps：之前同事上線一個(gè)應(yīng)用，使用異步線程執(zhí)行任務(wù)，每次執(zhí)行到一半，都不再繼續(xù)執(zhí)行。

由于異步線程內(nèi)使用try..catch捕獲處理了 Exception異常，所以找了半天不知道什么問題。

最后，小黑哥排查 stdout 輸出日志，才發(fā)現(xiàn)異步線程發(fā)生 Error錯(cuò)誤。

這種解決本法需要我們主動(dòng)去捕獲異常，而下面第二種解決辦法，設(shè)置線程異常處理方法。

一旦設(shè)置完成，如果異步線程內(nèi)發(fā)生異常，線程退出之前將會(huì)調(diào)用異常處理方法。

我們拿 Thread 來講，其設(shè)置方法如下：

Runnable?runnable=new?Runnable()?{
????@Override
????public?void?run()?{
????????int?i=100/0;
????}
};

Thread?thread=new?Thread(runnable);
thread.setUncaughtExceptionHandler(new?Thread.UncaughtExceptionHandler()?{
????@Override
????public?void?uncaughtException(Thread?t,?Throwable?e)?{
????????System.out.println(t.getName()+"發(fā)生異常"+e.getMessage());
????}
});
thread.start();

不過生產(chǎn)環(huán)境不建議直接使用 Thread，我們需要使用線程池代替。

線程池設(shè)置異常處理方法可以分為兩種，如果我們使用 ThreadPoolExecutor#execute執(zhí)行異步任務(wù)，那我們需要在自定義線程池的時(shí)候，使用 ThreadFactory 設(shè)置。

ThreadPoolExecutor?threadPool?=new?ThreadPoolExecutor(
????????5,
????????10,
????????60,
????????TimeUnit.SECONDS,new?ArrayBlockingQueue<>(100),
??????//?這里使用?Guava?的?ThreadFactoryBuilder?類，方便構(gòu)造?ThreadFactory
????????new?ThreadFactoryBuilder().setUncaughtExceptionHandler(new?Thread.UncaughtExceptionHandler()?{
????????????@Override
????????????public?void?uncaughtException(Thread?t,?Throwable?e)?{
????????????????//?處理異常
????????????}
????????}).build()
????????);

如果你當(dāng)前使用 ThreadPoolExecutor#submit執(zhí)行異步任務(wù)，那就簡單了，我們可以直接通過 Future#get獲取到線程內(nèi)拋出的異常。

Future?future?=?threadPool.submit(new?Callable