招行一面：Java 线程池的拒绝策略有哪些？如何选择？

Java的线程池类ThreadPoolExecutor位于java.util.concurrent 包中，它是一个灵活且广泛使用的线程池实现。线程池通过重用线程来减少线程创建和销毁的开销，提高应用程序的性能，线程池的基本组成如下：

• 核心线程数 (corePoolSize): 核心线程数是线程池在空闲时仍保留的线程数。
• 最大线程数 (maximumPoolSize): 线程池中允许的最大线程数。
• 任务队列 (workQueue): 用于保存等待执行任务的阻塞队列。
• 线程工厂 (ThreadFactory): 用于创建新线程的工厂。
• 拒绝策略 (RejectedExecutionHandler): 当任务无法提交到线程池时，如何处理任务的策略。

拒绝策略的类型

ThreadPoolExecutor 提供了四种内置的拒绝策略：

• AbortPolicy: 默认策略。直接抛出 RejectedExecutionException，阻止系统正常工作。
• CallerRunsPolicy: 提交任务的线程自己执行该任务。
• DiscardPolicy: 直接丢弃任务，不予任何处理。
• DiscardOldestPolicy: 丢弃队列中最旧的任务，然后尝试重新提交当前任务。

AbortPolicy

AbortPolicy策略是直接抛出 RejectedExecutionException，不执行任务。适合在需要明确知道任务被拒绝时使用。

下面是AbortPolicy的源码实现：

public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public AbortPolicy() { }

    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
                                             " rejected from " +
                                             e.toString());
    }
}

使用场景:

• 在高可靠性系统中，AbortPolicy 可用于快速发现问题并进行处理。
• 当任务提交失败后需要立即采取补救措施时。

CallerRunsPolicy

CallerRunsPolicy策略由提交任务的线程（通常是主线程）来执行该任务，通过降低任务提交速率来缓解压力。

下面是CallerRunsPolicy的源码实现：

public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public CallerRunsPolicy() { }

    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        if (!e.isShutdown()) {
            r.run();
        }
    }
}

使用场景:

• 适用于不希望丢弃任务且能接受任务执行延迟的场景。
• 可用于削峰填谷，防止任务过快提交。

DiscardPolicy

DiscardPolicy策略是指直接丢弃无法执行的任务，不抛异常，也就是不对被丢弃的任务进行任何处理。

下面是DiscardPolicy的源码实现：

public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public DiscardPolicy() { }

    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        // Do nothing
    }
}

使用场景:

• 适用于不关心单个任务被丢弃的场景。
• 在负载极高且系统能容忍数据丢失的情况下。

DiscardOldestPolicy

DiscardOldestPolicy策略会丢弃队列中最旧的任务，然后尝试重新提交当前任务，这种策略通常用于保证新任务有机会被执行。

下面是DiscardOldestPolicy的源码实现：

public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public DiscardOldestPolicy() { }

    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        if (!e.isShutdown()) {
            e.getQueue().poll(); // discard oldest
            e.execute(r); // retry
        }
    }
}

使用场景:

• 适用于需要保证最新任务的优先级高于旧任务的场景。
• 在新任务更重要的实时系统中。

自定义拒绝策略

除了内置策略，开发者可以实现 RejectedExecutionHandler 接口来定义自己的拒绝策略，通过这种方式，开发者可以根据具体需求来处理被拒绝的任务。下面是实现自定义策略的步骤：

• 实现RejectedExecutionHandler接口。
• 覆盖rejectedExecution方法，定义拒绝策略。
• 在ThreadPoolExecutor的构造函数中传入自定义策略。

代码示例如下：

public class CustomRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {
    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        // 自定义拒绝逻辑，例如日志记录或重新尝试
        log.warn("This is custom rejected: " + r.toString());
        // 可以选择重新提交任务或其他处理
    }
}

最后，我们再通过代码来展示如何创建一个线程池以及如何使用拒绝策略：

import java.util.concurrent.*;

public class ThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义线程池的参数
        int corePoolSize = 2;
        int maximumPoolSize = 4;
        long keepAliveTime = 10;
        TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS;
        BlockingQueue workQueue = new ArrayBlockingQueue<>(2);

        // 创建线程池
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
            corePoolSize,
            maximumPoolSize,
            keepAliveTime,
            unit,
            workQueue,
            new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 默认策略
            // new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
            // new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
            // new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
            // new CustomRejectedExecutionHandler()
        );

        // 关闭线程池
        threadPool.shutdown();
    }
}

使用场景分析

不同的拒绝策略适合不同场景，下面是选择拒绝策略的一些参考因素：

• 实时性要求高: 如果系统不能接受任务被长时间阻塞或丢弃，可以选择 CallerRunsPolicy 或自定义策略，以确保任务被及时处理。
• 任务重要性不同: 对于有些场景，新任务比旧任务更重要，可以选择 DiscardOldestPolicy。
• 任务丢失可接受: 在任务丢失对系统影响较小的情况下，可以选择 DiscardPolicy，以保证系统整体的吞吐量。
• 系统可靠性: 在系统需要对任务被拒绝进行明确处理时，AbortPolicy 可以帮助快速发现和响应。

总结

本文，我们通过源码分析了Java 线程池提供的拒绝策略，整体来说拒绝策略是比较简单的一个知识点，如果业务代码中使用了线程池，拒绝策略是必须掌握的一个知识点，开发者可以根据具体的场景选择合适的策略，甚至可以设计自定义策略来满足特定需求，避免因过载导致的系统崩溃。