為什么阿里巴巴禁止使用 Executors 創(chuàng)建線程池？

線程池不允許使用 Executors 去創(chuàng)建，而是通過 ThreadPoolExecutor 的方式，這樣的處理方式讓寫的同學(xué)更加明確線程池的運(yùn)行規(guī)則，規(guī)避資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)。

一、線程池原理

1.1 為什么使用線程池

池化技術(shù)的思想主要是為了減少在創(chuàng)建和銷毀線程上所消耗的時(shí)間及系統(tǒng)資源的開銷，解決資源不足的問題。

1.2 線程池是如何實(shí)現(xiàn)的

本文只討論通過ThreadPoolExecutor創(chuàng)建的線程池。ThreadPoolExecutor的構(gòu)造器代碼如下，里面涉及到的主要參數(shù)有corePoolSize，maximumPoolSize，keepAliveTime，unit，workQueue，threadFactory，handler。

public?ThreadPoolExecutor(int?corePoolSize,?
??????????????????????????int?maximumPoolSize,
??????????????????????????long?keepAliveTime,
??????????????????????????TimeUnit?unit,
??????????????????????????BlockingQueue?workQueue,
??????????????????????????ThreadFactory?threadFactory,
??????????????????????????RejectedExecutionHandler?handler)?{
????if?(corePoolSize?0?||
????????maximumPoolSize?<=?0?||
????????maximumPoolSize?????????keepAliveTime?0)
????????throw?new?IllegalArgumentException();
????if?(workQueue?==?null?||?threadFactory?==?null?||?handler?==?null)
????????throw?new?NullPointerException();
????this.corePoolSize?=?corePoolSize;
????this.maximumPoolSize?=?maximumPoolSize;
????this.workQueue?=?workQueue;
????this.keepAliveTime?=?unit.toNanos(keepAliveTime);
????this.threadFactory?=?threadFactory;
????this.handler?=?handler;
}

這些參數(shù)的含義為：

1. corePoolSize：核心線程數(shù)
2. maximumPoolSize：最大線程數(shù)
3. keepAliveTime：當(dāng)線程池線程數(shù)量大于corePoolSize時(shí)候，多出來的空閑線程的存活時(shí)間
4. unit：參數(shù)keepAliveTime的時(shí)間單位，TimeUnit枚舉類有天，小時(shí)，分，秒，毫秒，微秒，納秒7種可以選擇。
5. workQueue：線程池使用的緩沖隊(duì)列，可供選擇的有以下幾種。

6. threadFactory：線程工廠，主要用來創(chuàng)建線程
7. handler：拒絕策略，拒絕處理任務(wù)時(shí)的策略，可供選擇的有以下幾種。

1.3 線程池執(zhí)行規(guī)則

1. 執(zhí)行任務(wù)時(shí)，如果線程池中的線程數(shù)量小于corePoolSize，即使池中有空閑的線程數(shù)，也會(huì)創(chuàng)建新的線程來執(zhí)行任務(wù)。
2. 線程池中的線程數(shù)量等于corePoolSize，并且緩沖隊(duì)列未滿時(shí)，則任務(wù)被放入緩沖隊(duì)列中
3. 線程池中的線程數(shù)量大于等于corePoolSize，并且緩沖隊(duì)列已滿，同時(shí)線程數(shù)量小于maximumPoolSize，則會(huì)創(chuàng)建新的線程來執(zhí)行任務(wù)。
4. 線程池中的線程數(shù)量已滿時(shí)，則執(zhí)行拒絕策略處理這些任務(wù)。

二、阿里巴巴手冊(cè)為什么禁止用Exectors創(chuàng)建線程池

Exectors提供了幾種工廠方法用來創(chuàng)建線程池，其中newCachedThreadPool()，newFixedThreadPool()，newSingleThreadExecutor()三種方法最終是通過實(shí)現(xiàn)類ThreadPoolExecutor來創(chuàng)建的。接下來一起看看這三種方法到底有什么問題，為什么阿里巴巴會(huì)禁止使用Exectors來創(chuàng)建線程池！

2.1 FixedThreadPool 解析

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

具體參數(shù)如下：

• corePoolSize：nThreads

• maximumPoolSize：nThreads

• keepAliveTime：0L

• unit：毫秒

• workQueue：LinkedBlockingQueue，一個(gè)由鏈表結(jié)構(gòu)組成的有界阻塞隊(duì)列，并且使用了最大長度的隊(duì)列。

public?LinkedBlockingQueue()?{
????this(Integer.MAX_VALUE);
}

這種方式創(chuàng)建的線程池由于核心線程數(shù)和最大線程數(shù)相同，所以線程池中線程的數(shù)量是固定的，并且沒有限制隊(duì)列大小，所以多余的任務(wù)均會(huì)被放到隊(duì)列中排隊(duì)，在資源有限時(shí)容易出現(xiàn)內(nèi)存溢出。

2.2 SingleThreadPool 解析

public?static?ExecutorService?newSingleThreadExecutor()?{
????return?new?FinalizableDelegatedExecutorService
????????(new?ThreadPoolExecutor(1,?1,
????????????????????????????????0L,?TimeUnit.MILLISECONDS,
????????????????????????????????new?LinkedBlockingQueue()));
}

具體參數(shù)如下：

• corePoolSize：1

• maximumPoolSize：1

• keepAliveTime：0L

• unit：毫秒

• workQueue：LinkedBlockingQueue，一個(gè)由鏈表結(jié)構(gòu)組成的有界阻塞隊(duì)列，并且使用了最大長度的隊(duì)列。

public?LinkedBlockingQueue()?{
????this(Integer.MAX_VALUE);
}

這種方式創(chuàng)建的線程池是單線程線程池，核心線程數(shù)和最大線程數(shù)都是1，多余的任務(wù)都將會(huì)被放到緩沖隊(duì)列中去，所以在資源優(yōu)先的情況下容易出現(xiàn)內(nèi)存溢出。

2.3 CachedThreadPool 解析

public?static?ExecutorService?newCachedThreadPool()?{
????return?new?ThreadPoolExecutor(0,?Integer.MAX_VALUE,
??????????????????????????????????60L,?TimeUnit.SECONDS,
??????????????????????????????????new?SynchronousQueue());
}

具體參數(shù)如下：

• corePoolSize：0

• maximumPoolSize：Integer.MAX_VALUE

• keepAliveTime：60L

• unit：秒

• workQueue：SynchronousQueue，一個(gè)不存儲(chǔ)元素的阻塞隊(duì)列，即直接提交給線程不保持它們。

這種方式創(chuàng)建的線程池核心線程數(shù)為0，并且使用了SynchronousQueue隊(duì)列，這個(gè)隊(duì)列不存儲(chǔ)元素，也就是任務(wù)直接會(huì)直接通過創(chuàng)建非核心線程來執(zhí)行，核心線程數(shù)為Integer.MAX_VALUE，可以任務(wù)能無限創(chuàng)建隊(duì)列，因此在資源優(yōu)先的情況下容易發(fā)生內(nèi)存溢出。

2.4 測試OOM異常

既然我們已經(jīng)分析了三種創(chuàng)建線程池可能會(huì)出現(xiàn)OOM異常，那么我們測試一下到底會(huì)不會(huì)發(fā)生OOM呢？這里我將選擇newSingleThreadExecutor()來進(jìn)行測試，其他兩個(gè)方法測試流程也是一樣的。為了盡快出現(xiàn)OOM，我們將JVM的內(nèi)存調(diào)小一點(diǎn)。

• -Xmx5M ：最大內(nèi)存值5M
• -Xms5M：初始內(nèi)存大小5M

測試代碼

public?static?void?main(String[]?args)?{

????ExecutorService?service?=?Executors.newSingleThreadExecutor();
????while?(true){
????????service.execute(()?->?{
????????????System.out.println("我是一個(gè)任務(wù)，運(yùn)行時(shí)間："+System.currentTimeMillis()+"\n");
????????});
????}
}

測試結(jié)果

任務(wù)跑了1分鐘左右，就發(fā)生了OOM異常

三、總結(jié)

阿里巴巴開發(fā)手冊(cè)為什么禁止使用 Executors 去創(chuàng)建線程池，原因就是 newFixedThreadPool() 和 newSingleThreadExecutor()兩個(gè)方法允許請(qǐng)求的最大隊(duì)列長度是 Integer.MAX_VALUE ，可能會(huì)出現(xiàn)任務(wù)堆積，出現(xiàn)OOM。newCachedThreadPool()允許創(chuàng)建的線程數(shù)量為 Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)創(chuàng)建大量的線程，導(dǎo)致發(fā)生OOM。它建議使用ThreadPoolExecutor方式去創(chuàng)建線程池，通過上面的分析我們也知道了其實(shí)Executors 三種創(chuàng)建線程池的方式最終就是通過ThreadPoolExecutor來創(chuàng)建的，只不過有些參數(shù)我們無法控制，如果通過ThreadPoolExecutor的構(gòu)造器去創(chuàng)建，我們就可以根據(jù)實(shí)際需求控制線程池需要的任何參數(shù)，避免發(fā)生OOM異常。