为什么阿里巴巴要禁用Executors创建线程池？

快来打我* 2022-11-27 07:17 204阅读 0赞

> 看阿里巴巴开发手册并发编程这块有一条：线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式，通过源码分析禁用的原因

### 写在前面 ###

通过阅读本篇文章你将了解到：

*  线程池的定义
 *  Executors创建线程池的几种方式
 *  ThreadPoolExecutor对象
 *  线程池执行任务逻辑和线程池参数的关系
 *  Executors创建返回ThreadPoolExecutor对象
 *  OOM异常测试
 *  如何定义线程池参数

如果只想知道原因可以直接拉到总结那

### 线程池的定义 ###

管理一组工作线程。通过线程池复用线程有以下几点优点：

*  减少资源创建 => 减少内存开销，创建线程占用内存
 *  降低系统开销 => 创建线程需要时间，会延迟处理的请求
 *  提高稳定稳定性 => 避免无限创建线程引起的 `OutOfMemoryError`【简称OOM】

### Executors创建线程池的方式 ###

根据返回的对象类型创建线程池可以分为三类：

*  创建返回ThreadPoolExecutor对象
 *  创建返回ScheduleThreadPoolExecutor对象
 *  创建返回ForkJoinPool对象

本文只讨论创建返回`ThreadPoolExecutor`对象。

**`Executors创建线程池`** 相关内容，请参考：[Java 线程池创建，全在这里了][Java]

### ThreadPoolExecutor对象 ###

在介绍`Executors`创建线程池方法前先介绍一下`ThreadPoolExecutor`，因为这些创建线程池的静态方法都是返回`ThreadPoolExecutor`对象，和我们手动创建`ThreadPoolExecutor`对象的区别就是我们不需要自己传构造函数的参数。`ThreadPoolExecutor`的构造函数共有四个，但最终调用的都是同一个：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler);

构造函数参数说明：

*  `corePoolSize` => 线程池核心线程数量
 *  `maximumPoolSize` => 线程池最大数量
 *  `keepAliveTime` => 空闲线程存活时间
 *  `unit` => 时间单位
 *  `workQueue` => 线程池所使用的缓冲队列
 *  `threadFactory` => 线程池创建线程使用的工厂
 *  `handler` => 线程池对拒绝任务的处理策略

### 线程池执行任务逻辑和线程池参数的关系 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x6YjM0ODExMDE3NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
执行逻辑说明：

*  判断核心线程数是否已满，核心线程数大小和`corePoolSize`参数有关，未满则创建线程执行任务
 *  若核心线程池已满，判断队列是否满，队列是否满和`workQueue`参数有关，若未满则加入队列中
 *  若队列已满，判断线程池是否已满，线程池是否已满和`maximumPoolSize`参数有关，若未满创建线程执行任务
 *  若线程池已满，则采用拒绝策略处理无法执执行的任务，拒绝策略和`handler`参数有关
 *  **核心线程(空闲时)不会被回收，非核心线程(空闲时)会被回收。也可以通过设置`线程池.allowCoreThreadTimeOut(true)` 来指定核心线程超时回收。**

### Executors创建返回ThreadPoolExecutor对象 ###

`Executors`创建返回ThreadPoolExecutor对象的方法共有三种：

*  Executors\#newCachedThreadPool => 创建可缓存的线程池
 *  Executors\#newSingleThreadExecutor => 创建单线程的线程池
 *  Executors\#newFixedThreadPool => 创建固定长度的线程池

##### 1.Executors\#newCachedThreadPool方法 #####

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

`CachedThreadPool`是一个根据需要创建新线程的线程池

*  corePoolSize => 0，核心线程池的数量为0
 *  maximumPoolSize => Integer.MAX\_VALUE，线程池最大数量为Integer.MAX\_VALUE，可以认为可以无限创建线程
 *  keepAliveTime => 60L
 *  unit => 秒
 *  workQueue => SynchronousQueue

当一个任务提交时，`corePoolSize`为0不创建核心线程，`SynchronousQueue`是一个不存储元素的队列，可以理解为队里永远是满的，因此最终会创建非核心线程来执行任务。对于非核心线程空闲60s时将被回收。**因为`Integer.MAX_VALUE`非常大，可以认为是可以无限创建线程的，在资源有限的情况下容易引起OOM异常**

##### 2.Executors\#newSingleThreadExecutor方法 #####

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

`SingleThreadExecutor`是单线程线程池，只有一个核心线程

*  corePoolSize => 1，核心线程池的数量为1
 *  maximumPoolSize => 1，线程池最大数量为1，即最多只可以创建一个线程，唯一的线程就是核心线程
 *  keepAliveTime => 0L
 *  unit => 毫秒
 *  workQueue => LinkedBlockingQueue

当一个任务提交时，首先会创建一个核心线程来执行任务，如果超过核心线程的数量，将会放入队列中，**因为`LinkedBlockingQueue`是长度为`Integer.MAX_VALUE`的队列，可以认为是无界队列，因此往队列中可以插入无限多的任务，在资源有限的时候容易引起`OOM`异常**，同时因为无界队列，`maximumPoolSize`和`keepAliveTime`参数将无效，压根就不会创建非核心线程

##### 3.Executors\#newFixedThreadPool方法 #####

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

`FixedThreadPool`是固定核心线程的线程池，固定核心线程数由用户传入

*  corePoolSize => nThreads，核心线程池的数量为1
 *  maximumPoolSize => nThreads，线程池最大数量为nThreads，即最多只可以创建nThreads个线程
 *  keepAliveTime => 0L
 *  unit => 毫秒
 *  workQueue => LinkedBlockingQueue 它和`SingleThreadExecutor`类似，唯一的区别就是核心线程数不同，并且由于**使用的是`LinkedBlockingQueue`，在资源有限的时候容易引起`OOM`异常**

**总结：**

*  `FixedThreadPool` 和 `SingleThreadExecutor`=> 允许的请求队列长度为`Integer.MAX_VALUE`，可能会堆积大量的请求，从而引起`OOM`异常
 *  `CachedThreadPool` => 允许创建的线程数为`Integer.MAX_VALUE`，可能会创建大量的线程，从而引起`OOM`异常

这就是为什么禁止使用`Executors`去创建线程池，而是推荐自己去创建`ThreadPoolExecutor`的原因

### OOM异常测试 ###

理论上会出现`OOM`异常，必须测试一波验证之前的说法： 测试类：TaskTest.java

public class TaskTest { 
        public static void main(String[] args) { 
            ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
            int i = 0;
            while (true) { 
                es.submit(new Task(i++));
            }
        }
    }

使用`Executors`创建的`CachedThreadPool`，往线程池中无限添加线程，在启动测试类之前先将`JVM`内存调整小一点，不然很容易将电脑跑出问题【别问我为什么知道，是铁憨憨甜没错了！！！】，在`idea`里：`Run` \-> `Edit Configurations`  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x6YjM0ODExMDE3NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
`JVM`参数说明：

*  \-Xms10M => `Java Heap`内存初始化值
 *  \-Xmx10M => `Java Heap`内存最大值

运行结果：

Exception: java.lang.OutOfMemoryError thrown from the UncaughtExceptionHandler in thread "main"
    Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:60416', transport: 'socket'

创建到`3w`多个线程的时候开始报`OOM`错误

另外两个线程池就不做测试了，测试方法一致，只是创建的线程池不一样

### 如何定义线程池参数 ###

*  **CPU密集型** => 线程池的大小推荐为`CPU`数量 + 1，`CPU`数量可以根据`int num = Runtime.getRuntime().availableProcessors();`方法获取
 *  **IO密集型** => `CPU`数量 \* `CPU`利用率 \* (1 + 线程等待时间/线程CPU时间)
 *  **混合型** => 将任务分为`CPU`密集型和`IO`密集型，然后分别使用不同的线程池去处理，从而使每个线程池可以根据各自的工作负载来调整
 *  **阻塞队列** => 推荐使用有界队列，有界队列有助于避免资源耗尽的情况发生
 *  **拒绝策略** => 默认采用的是`AbortPolicy`拒绝策略，直接在程序中抛出`RejectedExecutionException`异常【因为是运行时异常，不强制`catch`】，这种处理方式不够优雅。处理拒绝策略有以下几种比较推荐：
    
     *  在程序中捕获`RejectedExecutionException`异常，在捕获异常中对任务进行处理。针对默认拒绝策略
     *  使用`CallerRunsPolicy`拒绝策略，该策略会将任务交给调用execute的线程执行【一般为主线程】，此时主线程将在一段时间内不能提交任何任务，从而使工作线程处理正在执行的任务。此时提交的线程将被保存在`TCP`队列中，TCP队列满将会影响客户端，这是一种平缓的性能降低
     *  自定义拒绝策略，只需要实现`RejectedExecutionHandler`接口即可
     *  如果任务不是特别重要，使用`DiscardPolicy`和`DiscardOldestPolicy`拒绝策略将任务丢弃也是可以的

如果使用`Executors`的静态方法创建`ThreadPoolExecutor`对象，可以通过使用`Semaphore`对任务的执行进行限流也可以避免出现`OOM`异常。

由于线程池参数定义经验较少，都是理论知识，欢迎有经验的大佬补充

每天学习一点点，加油呀

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本文内容为转载

附链接尊重原博主劳动成果。原文链接：[https://www.juejin.im/post/6844903989675458574][https_www.juejin.im_post_6844903989675458574]

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