【Java并发编程】线程池的四种拒绝策略（饱和策略）

news2024/10/21 10:15:40

引入

线程池的拒绝策略是当线程池出现以下情况时，由于线程池达到其容量上限而无法接受新任务时的处理机制：

线程池已满：当线程池中的所有线程都在执行任务时，新提交的任务无法立即执行。这种情况发生在当前线程池的核心线程和最大线程数都已被占用时。
任务队列已满：当线程池的任务队列（如 LinkedBlockingQueue）已满，新的任务无法被放入队列中等待执行。

在 Java 的并发包（java.util.concurrent）中，ThreadPoolExecutor 提供了四种内置的线程池拒绝策略（RejectedExecutionHandler）来应对线程池达到其容量限制时，采取适当的策略来处理这些额外的任务。
四种内置拒绝策略适用场景如下，在挑选拒绝策略时需要根据具体的需求选择合适的策略：

策略	说明	适用场景
AbortPolicy	抛出 `RejectedExecutionException`	任务执行必须完成，不能丢失任务的场景，如实时数据处理系统。
CallerRunsPolicy	调用 `execute()` 方法在调用线程中运行任务	任务提交者自己执行任务，适用于负载较低时避免任务丢失的场景。
DiscardPolicy	忽略被拒绝的任务，不做任何处理	任务丢失可以接受，优先处理重要任务的场景，如缓存更新。
DiscardOldestPolicy	丢弃队列中最旧的任务并尝试提交新任务	需要保留最新任务，但可以丢弃较旧任务的场景，如短时间内的数据采集。

线程池的四种拒绝策略

1. AbortPolicy

默认的拒绝策略。如果线程池和队列都满了，并且无法接受新任务时，AbortPolicy 策略会直接终止任务提交并抛出 RejectedExecutionException 异常。

new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();

使用这种策略时，调用者需要处理异常，确保程序不会因为任务被拒绝而崩溃。适用于任务提交者可以控制和处理异常的场景。

示例：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    2, 2, 60, TimeUnit.SECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<>(2),
    new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
);

2. CallerRunsPolicy

当任务被拒绝时，CallerRunsPolicy 策略会由任务提交者线程来执行被拒绝的任务，而不是由线程池中的线程来执行。

new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy();

这种策略可以减缓任务提交的速度，避免过度负荷线程池。适用于希望通过降低提交速率来缓解线程池压力的场景。

示例：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    2, 2, 60, TimeUnit.SECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<>(2),
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
);

3. DiscardPolicy

当任务被拒绝时，DiscardPolicy 策略会将被拒绝的任务丢弃，没有任何通知或异常抛出。

new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy();

这种策略采取丢弃任务的方式可能会导致任务丢失，但有助于防止线程池崩溃或性能严重下降，适用于对丢弃任务没有特别要求的场景。

示例：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    2, 2, 60, TimeUnit.MILLISECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<>(2),
    new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
);

4. DiscardOldestPolicy

如果线程池和队列都满了，DiscardOldestPolicy 会丢弃任务队列中最旧的任务，然后尝试提交新的任务。

new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy();

这种策略可以确保新的任务被处理，但会丢弃最早的任务，可能会丢失一些重要任务。适用于希望保留最新任务的场景。

示例：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    2, 2, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<>(2),
    new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
);

自定义拒绝策略

除了内置的策略，我们可以通过实现自定义的 RejectedExecutionHandler 接口来创建自定义拒绝策略。

public class CustomRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {

    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        // 自定义处理逻辑，比如记录日志、重新排队等
        System.out.println("任务被拒绝: " + r.toString());
    }
}

例如，我们可以实现一个自定义的拒绝策略，当任务被拒绝时会尝试重试提交任务：

public class RequeueRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {

    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        // 将被拒绝的任务重新排队
        System.out.println("任务被拒绝，正在重新排队: " + r.toString());

        // 尝试将任务重新提交到线程池
        if (!executor.isShutdown()) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                // 直接调用execute方法进行重新排队
                executor.execute(r);
            } catch (Exception e) {
                System.err.println("重新提交任务失败: " + e.getMessage());
            }
        }
    }
}