性能文章>线程池中线程抛了异常,该如何处理?>

线程池中线程抛了异常,该如何处理?转载

1年前
294156

1、模拟线程池抛异常

在实际开发中,我们常常会用到线程池,但任务一旦提交到线程池之后,如果发生异常之后,怎么处理? 怎么获取到异常信息?在了解这个问题之前,可以先看一下 线程池的源码解析,从链接中我们知道了线程池的提交方式:submitexecute的区别,接下来分别使用他们执行带有异常的任务!看结果是怎么样的!

我们先用伪代码模拟一下线程池抛异常的场景:

public class ThreadPoolException {
    public static void main(String[] args) {

        //创建一个线程池
        ExecutorService executorService= Executors.newFixedThreadPool(1);

        //当线程池抛出异常后 submit无提示,其他线程继续执行
        executorService.submit(new task());

        //当线程池抛出异常后 execute抛出异常,其他线程继续执行新任务
        executorService.execute(new task());
    }
}

//任务类
class task implements  Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("进入了task方法!!!");
        int i=1/0;

    }
}

运行结果:可以看到:submit不打印异常信息,而execute则会打印异常信息!submit的方式不打印异常信息,显然在生产中,是不可行的,因为我们无法保证线程中的任务永不异常,而如果使用submit的方式出现了异常,直接如上写法,我们将无法获取到异常信息,做出对应的判断和处理,所以下一步需要知道如何获取线程池抛出的异常!

submit()想要获取异常信息就必须使用get()方法!!

        //当线程池抛出异常后 submit无提示,其他线程继续执行
        Future<?> submit = executorService.submit(new task());
        submit.get();

submit打印异常信息如下:

2、如何获取和处理异常

2.1方案一:使用 try -catch

public class ThreadPoolException {
    public static void main(String[] args) {
        
        //创建一个线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);

        //当线程池抛出异常后 submit无提示,其他线程继续执行
        executorService.submit(new task());

        //当线程池抛出异常后 execute抛出异常,其他线程继续执行新任务
        executorService.execute(new task());
    }
}
// 任务类
class task implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("进入了task方法!!!");
            int i = 1 / 0;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("使用了try -catch 捕获异常" + e);
        }
    }
}

打印结果:可以看到 submitexecute都清晰易懂的捕获到了异常,可以知道我们的任务出现了问题,而不是消失的无影无踪。

2.2方案二:使用Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler方法捕获异常

方案一中,每一个任务都要加一个try-catch 实在是太麻烦了,而且代码也不好看,那么这样想的话,可以用Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler方法捕获异常UncaughtExceptionHandlerThread类一个内部类,也是一个函数式接口。 内部的uncaughtException是一个处理线程内发生的异常的方法,参数为线程对象t和异常对象e。应用在线程池中如下所示:重写它的线程工厂方法,在线程工厂创建线程的时候,都赋予UncaughtExceptionHandler处理器对象。

public class ThreadPoolException {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {


        //1.实现一个自己的线程池工厂
        ThreadFactory factory = (Runnable r) -> {
            //创建一个线程
            Thread t = new Thread(r);
            //给创建的线程设置UncaughtExceptionHandler对象 里面实现异常的默认逻辑
            t.setDefaultUncaughtExceptionHandler((Thread thread1, Throwable e) -> {
                System.out.println("线程工厂设置的exceptionHandler" + e.getMessage());
            });
            return t;
        };

        //2.创建一个自己定义的线程池,使用自己定义的线程工厂
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
                1,
                1,
                0,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue(10),
                factory);

        // submit无提示
        executorService.submit(new task());

        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("==================为检验打印结果,1秒后执行execute方法");

        // execute 方法被线程工厂factory 的UncaughtExceptionHandler捕捉到异常
        executorService.execute(new task());


    }


}

class task implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("进入了task方法!!!");
        int i = 1 / 0;
    }
}

打印结果如下:根据打印结果我们看到,execute方法被线程工厂factory中设置的 UncaughtExceptionHandler捕捉到异常,而submit方法却没有任何反应!说明UncaughtExceptionHandlersubmit中并没有被调用。这是为什么呢?

在日常使用中,我们知道,executesubmit最大的区别就是execute没有返回值,submit有返回值。submit返回的是一个future ,可以通过这个future取到线程执行的结果或者异常信息。

 Future<?> submit = executorService.submit(new task());
 //打印异常结果
    System.out.println(submit.get()); 

从结果看出:submit并不是丢失了异常,使用future.get()还是有异常打印的!!那为什么线程工厂factoryUncaughtExceptionHandler没有打印异常呢?猜测是submit方法内部已经捕获了异常, 只是没有打印出来,也因为异常已经被捕获,因此jvm也就不会去调用ThreadUncaughtExceptionHandler去处理异常。

接下来,验证猜想:

首先看一下submitexecute的源码:

  • execute方法的源码在我上一篇博客中写的很详细,点击查看execute源码,在此就不再啰嗦了
  • submit源码在底层还是调用的 execute方法,只不过多一层 Future封装,并返回了这个Future,这也解释了为什么 submit会有返回值
   //submit()方法
    public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
        if (task == nullthrow new NullPointerException();
        
        //execute内部执行这个对象内部的逻辑,然后将结果或者异常 set到这个ftask里面
        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task); 
        // 执行execute方法
        execute(ftask); 
        //返回这个ftask
        return ftask;
    }

可以看到submit也是调用的execute,在execute方法中,我们的任务被提交到了addWorker(command, true) ,然后为每一个任务创建一个Worker去处理这个线程,这个Worker也是一个线程,执行任务时调用的就是Workerrun方法!run方法内部又调用了runworker方法!如下所示:

    public void run() {
            runWorker(this);
     }
     
  final void runWorker(Worker w) {
        Thread wt = Thread.currentThread();
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
         //这里就是线程可以重用的原因,循环+条件判断,不断从队列中取任务        
         //还有一个问题就是非核心线程的超时删除是怎么解决的
         //主要就是getTask方法()见下文③
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
                w.lock();
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
                     //执行线程
                        task.run();
                        //异常处理
                    } catch (RuntimeException x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Error x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Throwable x) {
                        thrown = x; throw new Error(x);
                    } finally {
                     //execute的方式可以重写此方法处理异常
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                    task = null;
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                }
            }
            //出现异常时completedAbruptly不会被修改为false
            completedAbruptly = false;
        } finally {
         //如果如果completedAbruptly值为true,则出现异常,则添加新的Worker处理后边的线程
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        }
    }

核心就在 task.run(); 这个方法里面了, 期间如果发生异常会被抛出。

  • 如果用 execute提交的任务,会被封装成了一个 runable任务,然后进去 再被封装成一个 worker,最后在 workerrun方法里面调用 runWoker方法, runWoker方法里面执行任务任务,如果任务出现异常,用 try-catch捕获异常往外面抛,我们在最外层使用 try-catch捕获到了 runWoker方法中抛出的异常。因此我们在execute中看到了我们的任务的异常信息。
  • 那么为什么 submit没有异常信息呢? 因为 submit是将任务封装成了一个 futureTask , 然后这个 futureTask被封装成 worker,在 wokerrun方法里面,最终调用的是 futureTaskrun方法, 猜测里面是直接吞掉了异常,并没有抛出异常,因此在 workerrunWorker方法里面无法捕获到异常。

下面来看一下futureTaskrun方法,果不其然,在try-catch中吞掉了异常,将异常放到了 setException(ex);里面

   public void run() {
        if (state != NEW ||
            !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                         null, Thread.currentThread()))
            return;
        try {
            Callable<V> c = callable;
            if (c != null && state == NEW) {
                V result;
                boolean ran;
                try {
                    result = c.call();
                    ran = true;
                } catch (Throwable ex) {
                    result = null;
                    ran = false;
                    //在此方法中设置了异常信息
                    setException(ex);
                }
                if (ran)
                    set(result);
            }
            //省略下文
   。。。。。。
setException(ex)`方法如下:将异常对象赋予`outcome
 protected void setException(Throwable t) 
{
        if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
         //将异常对象赋予outcome,记住这个outcome,
            outcome = t;
            UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, EXCEPTIONAL); // final state
            finishCompletion();
        }
    }

将异常对象赋予outcome有什么用呢?这个outcome是什么呢?当我们使用submit返回Future对象,并使用Future.get()时, 会调用内部的report方法!

    public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
        int s = state;
        if (s <= COMPLETING)
            s = awaitDone(false0L);
        //注意这个方法
        return report(s);
    }

reoport里面实际上返回的是outcome ,刚好之前的异常就set到了这个outcome里面

    private V report(int s) throws ExecutionException {
     //设置`outcome`
        Object x = outcome;
        if (s == NORMAL)
         //返回`outcome`
            return (V)x;
        if (s >= CANCELLED)
            throw new CancellationException();
        throw new ExecutionException((Throwable)x);
    }

因此,在用submit提交的时候,runable对象被封装成了futurefuture 里面的 run方法在处理异常时, try-catch了所有的异常,通过setException(ex);方法设置到了变量outcome里面, 可以通过future.get获取到outcome

所以在submit提交的时候,里面发生了异常, 是不会有任何抛出信息的。而通过future.get()可以获取到submit抛出的异常!在submit里面,除了从返回结果里面取到异常之外, 没有其他方法。因此,在不需要返回结果的情况下,最好用execute ,这样就算没有写try-catch,疏漏了异常捕捉,也不至于丢掉异常信息。

2.3方案三:重写afterExecute进行异常处理

通过上述源码分析,在excute的方法里面,可以通过重写afterExecute进行异常处理,但是注意! 这个也只适用于excute提交(submit的方式比较麻烦,下面说),因为submittask.run里面把异常吞了,根本不会跑出来异常,因此也不会有异常进入到afterExecute里面。

在runWorker里面,调用task.run之后,会调用线程池的 afterExecute(task, thrown) 方法

final void runWorker(Worker w) {
//当前线程
        Thread wt = Thread.currentThread();
        //我们的提交的任务
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
                w.lock();
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
                    //直接就调用了task的run方法 
                        task.run(); //如果是futuretask的run,里面是吞掉了异常,不会有异常抛出,
                       // 因此Throwable thrown = null;  也不会进入到catch里面
                    } catch (RuntimeException x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Error x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Throwable x) {
                        thrown = x; throw new Error(x);
                    } finally {
                    //调用线程池的afterExecute方法 传入了task和异常
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                    task = null;
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                }
            }
            completedAbruptly = false;
        } finally {
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        }
    }

重写afterExecute处理execute提交的异常

public class ThreadPoolException3 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {


        //1.创建一个自己定义的线程池
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                3,
                0,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue(10)
        ) {
            //重写afterExecute方法
            @Override
            protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
                System.out.println("afterExecute里面获取到异常信息,处理异常" + t.getMessage());
            }
        };
        
        //当线程池抛出异常后 execute
        executorService.execute(new task());
    }
}

class task3 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("进入了task方法!!!");
        int i = 1 / 0;
    }
}

执行结果:我们可以在afterExecute方法内部对异常进行处理如果要用这个afterExecute处理submit提交的异常, 要额外处理。判断Throwable是否是FutureTask,如果是代表是submit提交的异常,代码如下:

public class ThreadPoolException3 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {


        //1.创建一个自己定义的线程池
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                3,
                0,
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                new LinkedBlockingQueue(10)
        ) {
            //重写afterExecute方法
            @Override
            protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
                //这个是excute提交的时候
                if (t != null) {
                    System.out.println("afterExecute里面获取到excute提交的异常信息,处理异常" + t.getMessage());
                }
                //如果r的实际类型是FutureTask 那么是submit提交的,所以可以在里面get到异常
                if (r instanceof FutureTask) {
                    try {
                        Future<?> future = (Future<?>) r;
                        //get获取异常
                        future.get();

                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println("afterExecute里面获取到submit提交的异常信息,处理异常" + e);
                    }
                }
            }
        };
        //当线程池抛出异常后 execute
        executorService.execute(new task());
        
        //当线程池抛出异常后 submit
        executorService.submit(new task());
    }
}

class task3 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("进入了task方法!!!");
        int i = 1 / 0;
    }
}

处理结果如下:可以看到使用重写afterExecute这种方式,既可以处理execute抛出的异常,也可以处理submit抛出的异常

 

点赞收藏
Allenwang
请先登录,查看5条精彩评论吧
快去登录吧,你将获得
  • 浏览更多精彩评论
  • 和开发者讨论交流,共同进步
6
5