Java线程池中的拒绝策略是线程池框架提供的一种机制，用于处理当线程池中的任务队列已满且没有空闲线程可用来执行新任务时的情况。这篇文章，我们来一起了解这些拒绝策略的原理、源码实现及其适用场景。
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<Runnable> 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。
