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面試突擊：為什么創(chuàng)建線程池一定要用ThreadPoolExecutor？

先說(shuō)結(jié)論

在 Java 語(yǔ)言中，一定要使用 ThreadPoolExecutor 手動(dòng)的方式來(lái)創(chuàng)建線程池，因?yàn)檫@種方式可以通過(guò)參數(shù)來(lái)控制最大任務(wù)數(shù)和拒絕策略，讓線程池的執(zhí)行更加透明和可控，并且可以規(guī)避資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)。

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OOM風(fēng)險(xiǎn)演示

假如我們使用了 Executors 執(zhí)行器自動(dòng)創(chuàng)建線程池的方式來(lái)創(chuàng)建線程池，那么就會(huì)存現(xiàn)線程溢出的風(fēng)險(xiǎn)，以 CachedThreadPool 為例我們來(lái)演示一下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolExecutorExample {
    static class OOMClass {
        // 創(chuàng)建 1MB 大小的變量（1M = 1024KB = 1024*1024Byte）
        private byte[] data_byte = new byte[1 * 1024 * 1024];
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 使用執(zhí)行器自動(dòng)創(chuàng)建線程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        List list = new ArrayList<>();
        // 添加任務(wù)
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int finalI = i;
            threadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    // 定時(shí)添加
                    try {
                        Thread.sleep(finalI * 200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // 將 1M 對(duì)象添加到集合
                    OOMClass oomClass = new OOMClass();
                    list.add(oomClass);
                    System.out.println("執(zhí)行任務(wù)：" + finalI);
                }
            });
        }
    }
}
第 2 步將 Idea 中 JVM 最大運(yùn)行內(nèi)存設(shè)置為 10M(設(shè)置此值主要是為了方便演示)，如下圖所示：
以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：
從上述結(jié)果可以看出，當(dāng)線程執(zhí)行了 7 次之后就開(kāi)始出現(xiàn) OutOfMemoryError 內(nèi)存溢出的異常了。
內(nèi)存溢出原因分析
想要了解內(nèi)存溢出的原因，我們需要查看 CachedThreadPool 實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，它的源碼如下圖所示：
構(gòu)造函數(shù)的第 2 個(gè)參數(shù)被設(shè)置成了 Integer.MAX_VALUE，這個(gè)參數(shù)的含義是最大線程數(shù)，所以由于 CachedThreadPool 并不限制線程的數(shù)量，當(dāng)任務(wù)數(shù)量特別多的時(shí)候，就會(huì)創(chuàng)建非常多的線程。而上面的 OOM 示例，每個(gè)線程至少要消耗 1M 大小的內(nèi)存，加上 JDK 系統(tǒng)類的加載也要占用一部分的內(nèi)存，所以當(dāng)總的運(yùn)行內(nèi)存大于 10M 的時(shí)候，就出現(xiàn)內(nèi)存溢出的問(wèn)題了。
使用ThreadPoolExecutor來(lái)改進(jìn)
接下來(lái)我們使用 ThreadPoolExecutor 來(lái)改進(jìn)一下 OOM 的問(wèn)題，我們使用 ThreadPoolExecutor 手動(dòng)創(chuàng)建線程池的方式，創(chuàng)建一個(gè)最大線程數(shù)為 2，最多可存儲(chǔ) 2 個(gè)任務(wù)的線程池，并且設(shè)置線程池的拒絕策略為忽略新任務(wù)，這樣就能保證線程池的運(yùn)行內(nèi)存大小不會(huì)超過(guò) 10M 了，實(shí)現(xiàn)代碼如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

/**
 * ThreadPoolExecutor 演示示例
 */
public class ThreadPoolExecutorExample {
    static class OOMClass {
        // 創(chuàng)建 1MB 大小的變量（1M = 1024KB = 1024*1024Byte）
        private byte[] data_byte = new byte[1 * 1024 * 1024];
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 手動(dòng)創(chuàng)建線程池，最大線程數(shù) 2，最多存儲(chǔ) 2 個(gè)任務(wù)，其他任務(wù)會(huì)被忽略
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 2,
                0L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(2),
                new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()); // 拒絕策略：忽略任務(wù)
        List list = new ArrayList<>();
        // 添加任務(wù)
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int finalI = i;
            threadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    // 定時(shí)添加
                    try {
                        Thread.sleep(finalI * 200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // 將 1m 對(duì)象添加到集合
                    OOMClass oomClass = new OOMClass();
                    list.add(oomClass);
                    System.out.println("執(zhí)行任務(wù)：" + finalI);
                }
            });
        }
        // 關(guān)閉線程池
        threadPool.shutdown();
        // 檢測(cè)線程池的任務(wù)執(zhí)行完
        while (!threadPool.awaitTermination(3, TimeUnit.SECONDS)) {
            System.out.println("線程池中還有任務(wù)在處理");
        }
    }
}
以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：
從上述結(jié)果可以看出，線程池從開(kāi)始執(zhí)行到執(zhí)行結(jié)束都沒(méi)有出現(xiàn) OOM 的異常，這就是手動(dòng)創(chuàng)建線程池的優(yōu)勢(shì)。
其他創(chuàng)建線程池的問(wèn)題
除了 CachedThreadPool 線程池之外，其他使用 Executors 自動(dòng)創(chuàng)建線程池的方式，也存在著其他一些問(wèn)題，比如 FixedThreadPool 它的實(shí)現(xiàn)源碼如下：
而默認(rèn)情況下任務(wù)隊(duì)列 LinkedBlockingQueue 的存儲(chǔ)容量是 Integer.MAX_VALUE，也是趨向于無(wú)限大，如下圖所示：
這樣就也會(huì)造成，因?yàn)榫€程池的任務(wù)過(guò)多而導(dǎo)致的內(nèi)存溢出問(wèn)題。其他幾個(gè)使用 Executors 自動(dòng)創(chuàng)建線程池的方式也存在此問(wèn)題，這里就不一一演示了。
總結(jié)線程池的創(chuàng)建方式總共分為兩大類：手動(dòng)使用 ThreadPoolExecutor 創(chuàng)建線程池和自動(dòng)使用 Executors 執(zhí)行器創(chuàng)建線程池的方式。其中使用 Executors 自動(dòng)創(chuàng)建線程的方式，因?yàn)榫€程個(gè)數(shù)或者任務(wù)個(gè)數(shù)不可控，可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存溢出的風(fēng)險(xiǎn)，所以在創(chuàng)建線程池時(shí)，建議使用 ThreadPoolExecutor 的方式來(lái)創(chuàng)建。
                                                

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