Java线程池源码解析及高质量代码案例
引言
本文为Java高级编程中的一些知识总结，其中第一章对Jdk 1.7.0_25中的多线程架构中的线程池ThreadPoolExecutor源码进行架构原理介绍以及源码解析。第二章则分析了几个违反Java高质量代码案例以及相应解决办法。如有总结的不好的地方，欢迎大家提出宝贵的意见和建议。
Java线程池架构原理及源码解析
ThreadPoolExecutor是一个 ExecutorService，它使用可能的几个池线程之一执行每个提交的任务，通常使用 Executors 工厂方法配置。线程池可以解决两个不同问题：由于减少了每个任务调用的开销，它们通常可以在执行大量异步任务时提供增强的性能，并且还可以提供绑定和管理资源（包括执行任务集时使用的线程）的方法。每个 ThreadPoolExecutor 还维护着一些基本的统计数据，如完成的任务数。
构建参数源码
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler)
{
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
Executors.defaultThreadFactory(), handler);
}参数解释
corePoolSize：核心线程数，会一直存活，即使没有任务，线程池也会维护线程的最少数量。
maximumPoolSize： 线程池维护线程的最大数量。
keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间，当线程空闲时间达到keepAliveTime，该线程会退出，直到线程数量等于corePoolSize。如果allowCoreThreadTimeout设置为
true，则所有线程均会退出直到线程数量为0。
unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位、可选参数值为：TimeUnit中的几个静态属性：NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS。workQueue：线程池所使用的缓冲队列，常用的是：java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue。
handler： 线程池中的数量大于maximumPoolSize，对拒绝任务的处理策略，默认值ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()。
源码详细解析
excute源码
public void execute(Runnable command)
{
if (command == null)
throw new NullPointerException();
if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command))
{
if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command))
{
if (runState != RUNNING || poolSize == 0)
ensureQueuedTaskHandled(command);
}
else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))
reject(command); // is shutdown or saturated
}
}一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池，任务就是一个Runnable类型的对象，任务的执行方法就是run()方法，如果传入的为null，侧抛出NullPointerException。
首先第一个判定空操作就不用说了，下面判定的poolSize >= corePoolSize成立时候会进入if的区域，当然它不成立也有可能会进入，他会判定addIfUnderCorePoolSize是否返回false，如果返回false就会进去。
如果当前线程数小于corePoolSize，调用addIfUnderCorePoolSize方法，addIfUnderCorePoolSize方法首先调用mainLock加锁，再次判断当前线程数小于corePoolSize并且线程池处于RUNNING状态，则调用addThread增加线程。
图一：ThreadPoolExecutor运行状态图
addIfUnderCorePoolSize源码
private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask)
{
Thread t = null;
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try
{
if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING)
t = addThread(firstTask);
}
finally
{
mainLock.unlock();
}
if (t == null)
return false;
t.start();
return true;
}addThread方法首先创建Work对象，然后调用threadFactory创建新的线程，如果创建的线程不为null，将Work对象的 thread属性设置为此创建出来的线程，并将此Work对象放入workers中，然后在增加当前线程池的中线程数，增加后回到 addIfUnderCorePoolSize方法 ，释放mainLock，最后启动这个新创建的线程来执行新传入的任务。
可以发现，这段源码是如果发现小于corePoolSize就会创建一个新的线程，并且调用线程的start()方法将线程运行起来:这个addThread()方法，我们先不考虑细节，因为我们还要先看到前面是怎么进去的，这里可以发信啊，只有没有创建成功Thread才会返回false，也就是当当前的poolSize > corePoolSize的时候，或线程池已经不是在running状态的时候才会出现。
注意：这里在外部判定一次poolSize和corePoolSize只是初步判定，内部是加锁后判定的，以得到更为准确的结果，而外部初步判定如果是大于了，就没有必要进入这段有锁的代码了。
addThread源码
private Thread addThread(Runnable firstTask)
{
Worker w = new Worker(firstTask);
Thread t = threadFactory.newThread(w);
< span style = "color:#ff0000;" > < / span >
if (t != null)
{
w.thread = t;
workers.add(w);
int nt = ++poolSize;
if (nt > largestPoolSize)
largestPoolSize = nt;
}
return t;
}ThreadFactory接口默认实现DefaultThreadFactory
public Thread newThread(Runnable r)
{
Thread t = new Thread(group, r,
namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
0);
if (t.isDaemon())
t.setDaemon(false);
if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
return t;
}这里创建了一个Work，其余的操作，就是讲poolSize叠加，然后将将其放入workers的运行队列等操作；
我们主要关心Worker是干什么的，因为这个threadFactory对我们用途不大，只是做了Thread的命名处理；而Worker你会发现它的定义也是一个Runnable，外部开始在代码段中发现了调用哪个这个Worker的start()方法，也就是线程的启动方法，其实也就是调用了Worker的run()方法，那么我们重点要关心run方法是如何处理的。
Worker的run方法
public void run()
{
try
{
Runnable task = firstTask;
firstTask = null;
while (task != null || (task = getTask()) != null)
{
runTask(task);
task = null;
}
}
finally
{
workerDone(this);
}
}从以上方法可以看出，Worker所在的线程启动后，首先执行创建其时传入的Runnable任务，执行完成后，循环调用getTask来获取新的任务，在没有任务的情况下，退出此线程。FirstTask其实就是开始在创建work的时候，由外部传入的Runnable对象，也就是你自己的Thread，你会发现它如果发现task为空，就会调用getTask()方法再判定，直到两者为空，并且是一个while循环体。
getTask源码
Runnable getTask()
{
for (;;)
{
try
{
int state = runState;
if (state > SHUTDOWN)
return null;
Runnable r;
if (state == SHUTDOWN) // Help drain queue
r = workQueue.poll();
else if (poolSize > corePoolSize || allowCoreThreadTimeOut)
r = workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS);
else
r = workQueue.take();
if (r != null)
return r;
if (workerCanExit())
{
if (runState >= SHUTDOWN) // Wake up others
interruptIdleWorkers();
return null;
}
// Else retry
}
catch (InterruptedException ie)
{
// On interruption, re-check runState
}
}
}你会发现它是从workQueue队列中，也就是等待队列中获取一个元素出来并返回！当前线程运行完后，在到workQueue中去获取一个task出来，继续运行，这样就保证了线程池中有一定的线程一直在运行；此时若跳出了while循 环，只有workQueue队列为空才会出现或出现了类似于shutdown的操作，自然运行队列会减少1，当再有新的线程进来的时候，就又开始向 worker里面放数据了，这样以此类推，实现了线程池的功能。
execute方法部分实现
if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command))
{
if (runState != RUNNING || poolSize == 0)
ensureQueuedTaskHandled(command);
}
else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))
reject(command); // is shutdown or saturated如果当前线程池数量大于corePoolSize或addIfUnderCorePoolSize方法执行失败，则执行后续操作；如果线程池处于运行状态 并且workQueue中成功加入任务，再次判断如果线程池的状态不为运行状态或当前线程池数为0，则调用 ensureQueuedTaskHandled方法。
ensureQueuedTaskHandled源码
private void ensureQueuedTaskHandled(Runnable command)
{
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
boolean reject = false;
Thread t = null;
try
{
int state = runState;
if (state != RUNNING && workQueue.remove(command))
reject = true;
else if (state < STOP &&
poolSize < Math.max(corePoolSize, 1) &&
!workQueue.isEmpty())
t = addThread(null);
}
finally
{
mainLock.unlock();
}
if (reject)
reject(command);
else if (t != null)
t.start();
}第一个if，也就是当当前状态为running的时候，就会去执行workQueue.offer(command)，这个workQueue其实就是一 个BlockingQueue，offer()操作就是在队列的尾部写入一个对象，此时写入的对象为线程的对象而已；所以你可以认为只有线程池在 RUNNING状态，才会在队列尾部插入数据，否则就执行else if，其实else if可以看出是要做一个是否大于MaximumPoolSize的判定，如果大于这个值，就会做reject的操作。ensureQueuedTaskHandled方法判断线程池运行，如果状态不为运行状态，从workQueue中删除，并调用reject做拒绝处理。
reject源码
void reject(Runnable command)
{
handler.rejectedExecution(command, this);
}再次回到execute方法
if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command))
{
if (runState != RUNNING || poolSize == 0)
ensureQueuedTaskHandled(command);
}
else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))
reject(command); // is shutdown or saturated如线程池workQueue offer失败或不处于运行状态，调用addIfUnderMaximumPoolSize, addIfUnderMaximumPoolSize方法基本和addIfUnderCorePoolSize实现类似，不同点在于根据最大线程数（maximumPoolSize）进行比较，如果超过最大线程数，返回false，调用reject方法。
addIfUnderMaximumPoolSize源码
private boolean addIfUnderMaximumPoolSize(Runnable firstTask)
{
Thread t = null;
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try
{
if (poolSize < maximumPoolSize && runState == RUNNING)
t = addThread(firstTask);
}
finally
{
mainLock.unlock();
}
if (t == null)
return false;
t.start();
return true;
}也就是如果线程池满了，而且线程池调用了shutdown后，还在调用execute方法时，就会抛出上面说明的异常：RejectedExecutionException。
workerDone源码
void workerDone(Worker w)
{
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try
{
completedTaskCount += w.completedTasks;
workers.remove(w);
if (--poolSize == 0)
tryTerminate();
}
finally
{
mainLock.unlock();
}
}注意这里将workers.remove(w)掉，并且调用了—poolSize来做操作。至于tryTerminate是做了更多关于回收方面的操作。
runTask(task)源码
private void runTask(Runnable task)
{
final ReentrantLock runLock = this.runLock;
runLock.lock();
try
{
if (runState < STOP &&
Thread.interrupted() &&
runState >= STOP)
thread.interrupt();
boolean ran = false;
beforeExecute(thread, task);
try
{
task.run();
ran = true;
afterExecute(task, null);
++completedTasks;
}
catch (RuntimeException ex)
{
if (!ran)
afterExecute(task, ex);
throw ex;
}
}
finally
{
runLock.unlock();
}
}你可以看到，这里面的task为传入的task信息，调用的不是start方法，而是run方法，因为run方法直接调用不会启动新的线程，也是因为这样，导致了你无法获取到你自己的线程的状态，因为线程池是直接调用的run方法，而不是start方法来运行。
这里有个beforeExecute和afterExecute方法，分别代表在执行前和执行后，你可以做一段操作，在这个类中，这两个方法都是空的，因为普通线程池无需做更多的操作。
如果你要实现类似暂停等待通知的或其他的操作，可以自己extends后进行重写构造。
添加任务处理流程
AbortPolicy()
public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/** * Creates an {@code AbortPolicy}. */
public AbortPolicy() { }
/** * Always throws RejectedExecutionException. * * @param r the runnable task requested to be executed * @param e the executor attempting to execute this task * @throws RejectedExecutionException always. */
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e)
{
throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
" rejected from " +
e.toString());
}
}
/*当线程池中的数量等于最大线程数时,直接抛出抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常。*/CallerRunsPolicy()
public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/** * Creates a {@code CallerRunsPolicy}. */
public CallerRunsPolicy() { }
/** * Executes task r in the caller's thread, unless the executor * has been shut down, in which case the task is discarded. * * @param r the runnable task requested to be executed * @param e the executor attempting to execute this task */
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e)
{
if (!e.isShutdown())
{
r.run();
}
}
}当线程池中的数量等于最大线程数时、重试执行当前的任务，交由调用者线程来执行任务。
DiscardOldestPolicy()
public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/** * Creates a {@code DiscardOldestPolicy} for the given executor. */
public DiscardOldestPolicy() { }
/** * Obtains and ignores the next task that the executor * would otherwise execute, if one is immediately available, * and then retries execution of task r, unless the executor * is shut down, in which case task r is instead discarded. * * @param r the runnable task requested to be executed * @param e the executor attempting to execute this task */
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e)
{
if (!e.isShutdown())
{
e.getQueue().poll();
e.execute(r);
}
}
}当线程池中的数量等于最大线程数时、抛弃线程池中最后一个要执行的任务，并执行新传入的任务。
DiscardPolicy()
public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/** * Creates a {@code DiscardPolicy}. */
public DiscardPolicy() { }
/** * Does nothing, which has the effect of discarding task r. * * @param r the runnable task requested to be executed * @param e the executor attempting to execute this task */
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e)
{
}
}当线程池中的数量等于最大线程数时，不做任何动作。
通常你得到线程池后，会调用其中的：submit方法或execute方法去操作；其实你会发现，submit方法最终会调用execute方法来进行操 作，只是他提供了一个Future来托管返回值的处理而已，当你调用需要有返回值的信息时，你用它来处理是比较好的；这个Future会包装对 Callable信息，并定义一个Sync对象，当你发生读取返回值的操作的时候，会通过Sync对象进入锁，直到有返回值的数据通知。
违反Java高质量代码案例
异步运算使用Callable接口
Callable接口代码如下:
public interface Callable<V>{
v call() throws Exception;
}实现Callable接口，只是表明它是一个可调用的任务，并不表示它具有多线程运算的能力，还是要执行器来执行。代码如下：
class TaxCalculator implements Callable<Integer>{
private int seedMoney;
public TaxCalculator(int _seedMoney){
seedMoney=_seedMoney;
}
@Override
public Integer call() throws Exception {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10000);
return seedMoney/10;
}
}这里模拟税款计算器运算，可能花费10秒钟时间。用户输入即有输出，若耗时较长，则显示运算进度。如果我们直接计算，就只有一个main线程，是不可能友好提示的，如果税金不计算完毕，也不会执行后续动作，所以最好的办法就是重启一个线程来运算，让main线程做进度提示
public static void main(String[] args) throws Exception{
ExecutorService es=Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<Integer> future=es.submit(new TaxCalculator(100));
while(!future.isDone()){
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);
System.out.println("#");
}
System.out.println("\n 计算完成，税金是："+future.get()+"元");
es.shutdown();
}Executors是一个静态工具类，提供了异步执行器的创建能力，如单线程执行newSingleThreadExcutor、固定线程数量的执行器newFixedThreadPool等，一般是异步计算的入口类。
优先选择线程池
线程的状态只能由新建状态转变为运行态后才可能被阻塞或等待，最后终结，不可能产生本末倒置的情况，代码如下:
public static void main(String[] args) throws Exception{
Thread t=new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程在运行");
}
});
t.start();
while(!t.getState().equals(Thread.State.TERMINATED)){
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
}
t.start();
}此时程序运行会报IllegalThreadStateException异常，原因就是不能从结束状态直接转换为可运行状态。这时可以引入线程池，当系统需要时直接从线程池中获得线程，运算出结果，再把线程返回到线程池中，代码如下:
public static void main(String[] args) {
ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
for (int i = 0; i < 4; i++) {
es.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
});
}
es.shutdown();
}线程死锁
Java是单线程语言，一旦线程死锁，只能借助外部进程重启应用才能解决。
static class A {
public synchronized void a1(B b) {
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name + "进入A.a1()");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println(name + "试图访问B.b2()");
b.b2();
}
public synchronized void a2() {
System.out.println("进入 a.a2()");
}
}
static class B {
public synchronized void b1(A a) {
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name + "进入B.b1()");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println(name + "试图访问A.a2()");
a.a2();
}
public synchronized void b2() {
System.out.println("进入 B.b2()");
}
}
public static void main(String[] args) {
final A a = new A();
final B b = new B();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
a.a1(b);
}
}, "线程A").start();
;
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
b.b1(a);
}
}, "线程B").start();
;
}此段程序定义了两个资源A和B，然后在两个线程A、B中使用了该资源，由于两个资源之间有交互操作，并且都是同步方法，因此在线程A休眠1秒钟后，它会试图访问资源B的b2方法，但是线程B持有该类的锁，并同时在等待A线程释放其锁资源，所以此时就出现了两个线程在互相等待释放资源的情况，也就是死锁。可以使用自旋锁改进，代码如下:
public void b2()
{
try
{
if(Lock.trylock(2, TimeUnit.SECONDS))
{
System.out.println("进入 B.b2()");
}
}
catch (InterruptedException e)
{
// TODO: handle exception
}
finally
{
Lock.unlock();
}
}它原理和互斥锁一样，如果一个执行单元要想访问被自旋锁保护的共享资源，则必须先得到锁，在访问完共享资源后，也必须释放锁。
忽略设置阻塞队列长度
BlockingQueue是一种集合，实现了Collection接口，容量是不可以自行管理的，代码如下：
public static void main(String[] args) throws Exception {
BlockingDeque<String> bq = (BlockingDeque<String>) new ArrayBlockingQueue<String>(
5);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
bq.add("");
}
}阻塞队列容量是固定的，非阻塞队列则是变长的。阻塞队列可以在声明是指定队列的容量，若指定的容量，则元素的数量不可超过该容量，若不指定，队列的容量为Integer的最大值
public class ArrayBlockingQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements BlockingDeque<E>, java.io.Serializable {
public final E[] items;
private int count;
public boolean add(E e)
{
if (offer(e))
return true;
else
throw new IllegalStateException("Queue full");
}
public boolean offer(E e)
{
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try
{
if (count == items.length)
;
else
{
insert(e);
return true;
}
}
finally
{
lock.unlock();
}
}
}上面在加入元素时，如果判断当前队列已满，则返回false，表示插入失败，之后再包装成队列满异常。
使用stop方法停止线程
stop方法会破坏原子逻辑，代码如下：
class MutiThread implements Runnable {
int a = 0;
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
synchronized ("") {
a++;
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
a--;
String tn = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(tn + ":a=" + a);
}
}
public static void main(String[] args) {
MutiThread t = new MutiThread();
Thread t1 = new Thread(t);
t1.start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
new Thread(t).start();
}
t1.stop();
}
}所有线程共享了一个MutilThread的实例变量t，由于在run方法中加入了同步代码块，所以只能有一个线程进入到synchronized块中，可以自定义标志位来决定线程执行情况，代码如下:
class SafeStopThread extends Thread{
private volatile boolean stop=false;
@Override
public void run()
{//判断线程体是否运行
while(stop)
{}
}
//线程终止
public void terminate(){
stop=true;
}
}
在线程体中判断是否需要停止运行，即可保证线程体的逻辑完整性，而且也不会破坏原子逻辑。
覆写start方法
代码：
class MutiThread implements Thread {
@Override
public void start()
{
//调用线程体
run();
}
}
@Override
public void run()
{
}
}
public static void main(String[] args)
{
MutiThread t = new MutiThread();
t.start();
}
}main方法根本就没有启动一个子线程，整个应用程序中只有一个主线程在运行，并不会创建其他的线程。改进后代码如下:
class MutiThread implements Thread {
@Override
public void start()
{
/*线程启动前的业务处理*/
super.start();
/*线程启动后的业务处理*/
}
}
@Override
public void run()
{
}
}start方法调用父类的start方法，没有主动调用run方法，由JVM自行调用，不用我们的显式实现。
使用过多线程优先级
Java线程有10个基本，级别为0代表JVM
代码如下：
class MutiThread implements Runnable {
public void start(int _priority) {
Thread t = new Thread(this);
t.setPriority(_priority);
t.start();
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
Math.hypot(Math.pow(924526789, i), Math.cos(i));
}
System.out.println("Priority:"+Thread.currentThread().getPriority());
}
public static void main(String[] args) {
for(int i=0;i<20;i++)
{
new MutiThread().start(i%10+1);
}
}
}Java优先级只是代表抢占CPU机会大小，优先级越高，抢占CPU机会越大，被优先执行的可能性越高，优先级相差不大，则抢占CPU机会差别也不大。导致优先级为9的线程比优先级为10的线程先运行。于是在Thread类中设置三个优先级，建议使用优先级常量，而不是1到10的随机数字，代码如下:
public final static int MIN_PRIORITY = 1;
/** * The default priority that is assigned to a thread. */
public final static int NORM_PRIORITY = 5;
/** * The maximum priority that a thread can have. */
public final static int MAX_PRIORITY = 10;
/** * Returns a reference to the currently executing thread object. * * @return the currently executing thread. */
}Lock与synchronized
Lock为显式锁，synchronized为内部锁，代码如下：
class Task {
public void dosomething(){
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
StringBuffer sb=new StringBuffer();
sb.append("线程名:"+Thread.currentThread().getName());
sb.append(",线程时间:"+Calendar.getInstance().get(13)+"s");
System.out.println(sb);
}
}
//显示锁任务
class TaskWithLock extends Task implements Runnable{
private final Lock lock=new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
try {
lock.lock();
dosomething();
} finally
{
lock.unlock();
}
}};
//內部锁任务
class TaskWithSync extends Task implements Runnable{
@Override
public void run() {
synchronized ("A") {
dosomething();
}
}};对于同步资源来说，显式锁时对象级别的锁，而内部锁时类级别的锁，也就是说lock锁时跟随对象的，synchronized锁时跟随类
改进方法：把Lock定义为所有线程的共享变量。
public static void main(String[] args) {
//多个线程共享锁
final Lock lock=new ReentrantLock();
……
}线程池异常处理
Java中线程执行的任务接口java.lang.Runnable 要求不抛出Checked异常，
public interface Runnable {
public abstract void run();
}那么如果 run() 方法中抛出了RuntimeException，将会怎么处理了？
通常java.lang.Thread对象运行设置一个默认的异常处理方法：
java.lang.Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler) 而这个默认的静态全局的异常捕获方法时输出堆栈。当然，我们可以覆盖此默认实现，只需要一个自定义的java.lang.Thread.UncaughtExceptionHandler接口实现即可。
public interface UncaughtExceptionHandler {
void uncaughtException(Thread t, Throwable e);
}而在线程池中却比较特殊。默认情况下，线程池 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 会Catch住所有异常， 当任务执行完成(java.util.concurrent.ExecutorService.submit(Callable))获取其结果 时(java.util.concurrent.Future.get())会抛出此RuntimeException。
/**
* Waits if necessary for the computation to complete, and then
* retrieves its result.
*
* @return the computed result
* @throws CancellationException if the computation was cancelled
* @throws ExecutionException if the computation threw an exception
* @throws InterruptedException if the current thread was interrupted while waiting
*/
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;其中 ExecutionException 异常即是java.lang.Runnable 或者 java.util.concurrent.Callable 抛出的异常。
也就是说，线程池在执行任务时捕获了所有异常，并将此异常加入结果中。这样一来线程池中的所有线程都将无法捕获到抛出的异常。 从而无法通过设置线程的默认捕获方法拦截的错误异常。也不同通过 自定义线程来完成异常的拦截。好在java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 预留了一个方法，运行在任务执行完毕进行扩展（当然也预留一个protected方法beforeExecute(Thread t, Runnable r)）：
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { } 此方法的默认实现为空，这样我们就可以通过继承或者覆盖ThreadPoolExecutor 来达到自定义的错误处理。
解决办法如下：
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(11, 100, 1, TimeUnit.MINUTES, //
new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10000),//
new DefaultThreadFactory()) {
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
super.afterExecute(r, t);
printException(r, t);
}
};
private static void printException(Runnable r, Throwable t) {
if (t == null && r instanceof Future<?>) {
try {
Future<?> future = (Future<?>) r;
if (future.isDone())
future.get();
} catch (CancellationException ce) {
t = ce;
} catch (ExecutionException ee) {
t = ee.getCause();
} catch (InterruptedException ie) {
Thread.currentThread().interrupt(); // ignore/reset
}
}
if (t != null)
log.error(t.getMessage(), t);
}使用SimpleThread类
TestThreadPool类是一个测试程序，用来模拟客户端的请求，当你运行它时，系统首先会显示线程池的初始化信息，然后提示你从键盘上输入字符串，并按下回车键，这时你会发现屏幕上显示信息，告诉你某个线程正在处理你的请求，如果你快速地输入一行行字符串，那么你会发现线程池中不断有线程被唤醒，来处理你的请求，在本例中，我创建了一个拥有10个线程的线程池，如果线程池中没有可用线程了，系统会提示你相应的警告信息，但如果你稍等片刻，那你会发现屏幕上会陆陆续续提示有线程进入了睡眠状态，这时你又可以发送新的请求了。
代码如下：
//TestThreadPool.java
import java.io.*;
public class TestThreadPool
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String s;
ThreadPoolManager manager = new ThreadPoolManager(10);
while((s = br.readLine()) != null)
{
manager.process(s);
}
}
catch(IOException e) {}
}
}ThreadPoolManager类，顾名思义，它是一个用于管理线程池的类，它的主要职责是初始化线程池，并为客户端的请求分配不同的线程来进行处理，如果线程池满了，它会对你发出警告信息。
代码如下:
import java.util.*;
class ThreadPoolManager
{
private int maxThread;
public Vector vector;
public void setMaxThread(int threadCount)
{
maxThread = threadCount;
}
public ThreadPoolManager(int threadCount)
{
setMaxThread(threadCount);
System.out.println("Starting thread pool...");
vector = new Vector();
for(int i = 1; i <= 10; i++)
{
SimpleThread thread = new SimpleThread(i);
vector.addElement(thread);
thread.start();
}
}
public void process(String argument)
{
int i;
for(i = 0; i < vector.size(); i++)
{
SimpleThread currentThread = (SimpleThread)vector.elementAt(i);
if(!currentThread.isRunning())
{
System.out.println("Thread " + (i + 1) + " is processing:" +
argument);
currentThread.setArgument(argument);
currentThread.setRunning(true);
return;
}
}
if(i == vector.size())
{
System.out.println("pool is full, try in another time.");
}
}
}//end of class ThreadPoolManager
我们先关注一下这个类的构造函数，然后再看它的process()方法。第16－24行是它的构造函数，首先它给ThreadPoolManager类的成员变量maxThread赋值，maxThread表示用于控制线程池中最大线程的数量。第18行初始化一个数组vector，它用来存放所有的SimpleThread类，这时候就充分体现了JAVA语言的优越性与艺术性：如果你用C语言的话，至少要写100行以上的代码来完成vector的功能，而且C语言数组只能容纳类型统一的基本数据类型，无法容纳对象。好了，闲话少说，第19－24行的循环完成这样一个功能：先创建一个新的SimpleThread类，然后将它放入vector中去，最后用thread.start()来启动这个线程，为什么要用start()方法来启动线程呢？因为这是JAVA语言中所规定的，如果你不用的话，那这些线程将永远得不到激活，从而导致本示例程序根本无法运行。
process()方法，第30－40行的循环依次从vector数组中选取SimpleThread线程，并检查它是否处于激活状态（所谓激活状态是指此线程是否正在处理客户端的请求），如果处于激活状态的话，那继续查找vector数组的下一项，如果vector数组中所有的线程都处于激活状态的话，那它会打印出一条信息，提示用户稍候再试。相反如果找到了一个睡眠线程的话，那第35－38行会对此进行处理，它先告诉客户端是哪一个线程来处理这个请求，然后将客户端的请求，即字符串argument转发给SimpleThread类的setArgument()方法进行处理，并调用SimpleThread类的setRunning()方法来唤醒当前线程，来对客户端请求进行处理。
解决办法是引入SimpleThread类，它是Thread类的一个子类，它才真正对客户端的请求进行处理，SimpleThread在示例程序初始化时都处于睡眠状态，但如果它接受到了ThreadPoolManager类发过来的调度信息，则会将自己唤醒，并对请求进行处理。
代码如下：
class SimpleThread extends Thread
{
private boolean runningFlag;
private String argument;
public boolean isRunning()
{
return runningFlag;
}
public synchronized void setRunning(boolean flag)
{
runningFlag = flag;
if(flag)
this.notify();
}
public String getArgument()
{
return this.argument;
}
public void setArgument(String string)
{
argument = string;
}
public SimpleThread(int threadNumber)
{
runningFlag = false;
System.out.println("thread " + threadNumber + "started.");
}
public synchronized void run()
{
try{
while(true)
{
if(!runningFlag)
{
this.wait();
}
else
{
System.out.println("processing " + getArgument() + "... done.");
sleep(5000);
System.out.println("Thread is sleeping...");
setRunning(false);
}
}
}
catch(InterruptedException e)
{
System.out.println("Interrupt");
}
}//end of run()
}//end of class SimpleThread
线程使用不当导致内存溢出
代码如下:
class IndexCallable implements Callable {
private List<?> t;
@override
public object call()
{
……
}
}程序是这样的，有一个线程会往List中插入对象，线程池中的多个线程丛List中取数据，然后进行处理，处理完以后把对象从List中删除。outofmemory有几种可能：
1.线程池中的处理线程在处理完以后没有从List中删掉元素
2.向List中插入元素的速度高于从List中删除元素的速度，造成List中积累的元素数量不断攀升，可以随时打印一下List中的元素数量，看是否是一支攀升。
3.ArrayList和LinkedList都不是线程安全的，把List换成Vector或者保证List变量通过Synchronized同步访问。
4.在程序的其他地方还持有List中的对象句柄，虽然从List中删掉了，如果别的地方还保存着该对象的句柄，那么也不会被垃圾回收。
5.JVM的应用程序最大可用内存参数（-Xmx）配置过低
如：
JAVA_OPTS="-server -Xms800m -Xmx800m -XX:PermSize=64M -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=128m -Djava.awt.headless=true "工作队列
是同一组固定的工作线程相结合的工作队列，它使用 wait() 和 notify() 来通知等待线程新的工作已经到达了。该工作队列通常被实现成具有相关监视器对象的某种链表，下边的代码显示了简单的合用工作队列的示例。尽管 Thread API 没有对使用 Runnable 接口强加特殊要求，但使用 Runnable 对象队列的这种模式是调度程序和工作队列的公共约定。
public class WorkQueue {
private final int nThreads;
private final PoolWorker[] threads;
private final LinkedList queue;
public WorkQueue(int nThreads)
{
this.nThreads = nThreads;
queue = new LinkedList();
threads = new PoolWorker[nThreads];
for (int i = 0; i
threads[i] = new PoolWorker();
threads[i].start();
}
}
public void execute(Runnable r)
{
synchronized(queue)
{
queue.addLast(r);
queue.notify();
}
}
private class PoolWorker extends Thread {
public void run()
{
Runnable r;
while (true)
{
synchronized(queue)
{
while (queue.isEmpty())
{
try
{
queue.wait();
}
catch (InterruptedException ignored)
{
}
}
r = (Runnable) queue.removeFirst();
}
// If we don't catch RuntimeException,
// the pool could leak threads
try
{
r.run();
}
catch (RuntimeException e)
{
// You might want to log something here
}
}
}
}
}实现使用的是 notify() 而不是 notifyAll() 。大多数专家建议使用 notifyAll() 而不是 notify() ，而且理由很充分：使用 notify() 具有难以捉摸的风险，只有在某些特定条件下使用该方法才是合适的。另一方面，如果使用得当， notify() 具有比 notifyAll() 更可取的性能特征；特别是，notify() 引起的环境切换要少得多，这一点在服务器应用程序中是很重要的。