Java并发（五）线程池使用番外-分析RejectedExecutionException异常

本文转载自查看原文 2019-06-13 14:01 6767 通用实践/ 高并发/ 设计/ 开发经验/ 性能优化/ java经验集锦/ 多线程/ 架构设计/ 工作总结

Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task org.cellphone.common.pool.Worker@f6f4d33 rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@23fc625e[Running, pool size = 3, active threads = 3, queued tasks = 15, completed tasks = 0]
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2047)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:823)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1369)
    at org.cellphone.common.pool.RejectedExecutionExceptionExample.main(RejectedExecutionExceptionExample.java:22)

一、入门示例

下面的测试程序使用 ThreadPoolExecutor 类来创建线程池执行任务，代表任务 Worker 类代码如下：

/**
 * Created by on 2019/4/20.
 */
public class Worker implements Runnable {
</span><span style="color: #0000ff;">private</span> <span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> id;

</span><span style="color: #0000ff;">public</span> Worker(<span style="color: #0000ff;">int</span><span style="color: #000000;"> id) {
    </span><span style="color: #0000ff;">this</span>.id =<span style="color: #000000;"> id;
}

@Override
</span><span style="color: #0000ff;">public</span> <span style="color: #0000ff;">void</span><span style="color: #000000;"> run() {
    </span><span style="color: #0000ff;">try</span><span style="color: #000000;"> {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() </span>+ " 执行任务 " +<span style="color: #000000;"> id);
        Thread.sleep(</span>1000<span style="color: #000000;">);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() </span>+ " 完成任务 " +<span style="color: #000000;"> id);
    } </span><span style="color: #0000ff;">catch</span><span style="color: #000000;"> (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}

执行 Worker 任务的代码如下：

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**

    
    
   
    
     Created by on 2019/4/20.
 */
 public class RejectedExecutionExceptionExample {
 public static void main(String[] args) {
  ExecutorService executor </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span> ThreadPoolExecutor(3, 3, 0L<span style="color: #000000;">,
         TimeUnit.MILLISECONDS, </span><span style="color: #0000ff;">new</span> ArrayBlockingQueue&lt;&gt;(15<span style="color: #000000;">));

 Worker tasks[] </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span> Worker[10<span style="color: #000000;">];
 </span><span style="color: #0000ff;">for</span> (<span style="color: #0000ff;">int</span> i = 0; i &lt; 10; i++<span style="color: #000000;">) {
     tasks[i] </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Worker(i);
     System.out.println("提交任务: " + tasks[i] </span>+ ", " +<span style="color: #000000;"> i);
     executor.execute(tasks[i]);
 }
 System.out.println(</span>"主线程结束"<span style="color: #000000;">);
 executor.shutdown();    </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> 关闭线程池</span>
  
   
 }
 }

运行一下，看到如下输出：

提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@36baf30c, 0
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@5ca881b5, 1
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@4517d9a3, 2
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@2f92e0f4, 3
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@28a418fc, 4
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@5305068a, 5
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@1f32e575, 6
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@279f2327, 7
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@2ff4acd0, 8
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@54bedef2, 9
主线程结束
pool-1-thread-1 执行任务 0
pool-1-thread-2 执行任务 1
pool-1-thread-3 执行任务 2
pool-1-thread-1 完成任务 0
pool-1-thread-1 执行任务 3
pool-1-thread-2 完成任务 1
pool-1-thread-2 执行任务 4
pool-1-thread-3 完成任务 2
pool-1-thread-3 执行任务 5
pool-1-thread-2 完成任务 4
pool-1-thread-2 执行任务 6
pool-1-thread-3 完成任务 5
pool-1-thread-1 完成任务 3
pool-1-thread-3 执行任务 7
pool-1-thread-1 执行任务 8
pool-1-thread-3 完成任务 7
pool-1-thread-2 完成任务 6
pool-1-thread-1 完成任务 8
pool-1-thread-2 执行任务 9
pool-1-thread-2 完成任务 9

在 RejectedExecutionExceptionExample 类里，我们使用 ThreadPoolExecutor 类创建了一个数量为3的线程池来执行任务，在这3个线程执行任务被占用期间，如果有新任务提交给线程池，那么这些新任务会被保存在 BlockingQueue 阻塞队列里，以等待被空闲线程取出并执行。在这里我们使用一个大小为15的 ArrayBlockingQueue 队列来保存待执行的任务，然后我们创建了10个任务提交给 ThreadPoolExecutor 线程池。

二、异常场景1

产生 RejectedExecutionException 异常的第一个原因：

调用 shutdown() 方法关闭了 ThreadPoolExecutor 线程池，又提交新任务给 ThreadPoolExecutor 线程池执行。一般调用 shutdown() 方法之后，JVM会得到一个关闭线程池的信号，并不会立即关闭线程池，原来线程池里未执行完的任务仍然在执行，等到任务都执行完后才关闭线程池，但是JVM不允许再提交新任务给线程池。

让我们用以下例子来重现该异常：

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**

    
    
   
    
     Created by on 2019/4/20.
 */
 public class RejectedExecutionExceptionExample {
 public static void main(String[] args) {
  ExecutorService executor </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span> ThreadPoolExecutor(3, 3, 0L<span style="color: #000000;">,
         TimeUnit.MILLISECONDS, </span><span style="color: #0000ff;">new</span> ArrayBlockingQueue&lt;&gt;(15<span style="color: #000000;">));

 Worker tasks[] </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span> Worker[10<span style="color: #000000;">];
 </span><span style="color: #0000ff;">for</span> (<span style="color: #0000ff;">int</span> i = 0; i &lt; 10; i++<span style="color: #000000;">) {
     tasks[i] </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Worker(i);
     System.out.println(</span>"提交任务: " + tasks[i] + ", " +<span style="color: #000000;"> i);
     executor.execute(tasks[i]);
 }
 System.out.println(</span>"主线程结束"<span style="color: #000000;">);
 executor.shutdown();</span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> 关闭线程池</span>
 executor.execute(tasks[0]);<span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> 关闭线程池之后提交新任务，运行之后抛异常</span>
  
   
 }
 }

运行一下，看到如下输出：

提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@36baf30c, 0
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@5ca881b5, 1
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@4517d9a3, 2
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@2f92e0f4, 3
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@28a418fc, 4
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@5305068a, 5
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@1f32e575, 6
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@279f2327, 7
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@2ff4acd0, 8
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@54bedef2, 9
主线程结束
Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task org.cellphone.common.pool.Worker@36baf30c rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@5caf905d[Shutting down, pool size = 3, active threads = 3, queued tasks = 7, completed tasks = 0]
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2047)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:823)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1369)
    at org.cellphone.common.pool.RejectedExecutionExceptionExample.main(RejectedExecutionExceptionExample.java:26)
pool-1-thread-1 执行任务 0
pool-1-thread-2 执行任务 1
pool-1-thread-3 执行任务 2
pool-1-thread-1 完成任务 0
pool-1-thread-1 执行任务 3
pool-1-thread-2 完成任务 1
pool-1-thread-2 执行任务 4
pool-1-thread-3 完成任务 2
pool-1-thread-3 执行任务 5
pool-1-thread-3 完成任务 5
pool-1-thread-3 执行任务 6
pool-1-thread-2 完成任务 4
pool-1-thread-2 执行任务 7
pool-1-thread-1 完成任务 3
pool-1-thread-1 执行任务 8
pool-1-thread-3 完成任务 6
pool-1-thread-2 完成任务 7
pool-1-thread-3 执行任务 9
pool-1-thread-1 完成任务 8
pool-1-thread-3 完成任务 9

从以上例子可以看出，在调用 shutdown() 方法之后，由于JVM不允许再提交新任务给线程池，于是抛出了 RejectedExecutionException 异常。

三、异常场景2

产生 RejectedExecutionException 异常第二个原因：

要提交给阻塞队列的任务超出了该队列的最大容量。当线程池里的线程都繁忙的时候，新任务会被提交给阻塞队列保存，这个阻塞队列一旦饱和，线程池就会拒绝接收新任务，随即抛出异常。

示例代码如下：

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**

    
    
   
    
     Created by on 2019/4/20.
 */
 public class RejectedExecutionExceptionExample {
 public static void main(String[] args) {
  ExecutorService executor </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span> ThreadPoolExecutor(3, 3, 0L<span style="color: #000000;">,
         TimeUnit.MILLISECONDS, </span><span style="color: #0000ff;">new</span> ArrayBlockingQueue&lt;&gt;(15<span style="color: #000000;">));

 </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> 提交20个任务给线程池</span>
 Worker tasks[] = <span style="color: #0000ff;">new</span> Worker[20<span style="color: #000000;">];
 </span><span style="color: #0000ff;">for</span> (<span style="color: #0000ff;">int</span> i = 0; i &lt; 20; i++<span style="color: #000000;">) {
     tasks[i] </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Worker(i);
     System.out.println(</span>"提交任务: " + tasks[i] + ", " +<span style="color: #000000;"> i);
     executor.execute(tasks[i]);
 }
 System.out.println(</span>"主线程结束"<span style="color: #000000;">);
 executor.shutdown();</span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> 关闭线程池</span>
  
   
 }
 }

在上面的例子中，我们使用了一个大小为15的 ArrayBlockingQueue 阻塞队列来保存等待执行的任务。接着我们提交了20个任务给线程池，由于每个线程执行任务的时候会睡眠1秒，因此当3个线程繁忙的时候，其他任务不会立即得到执行，我们提交的新任务会被保存在队列里。当等待任务的数量超过线程池阻塞队列的最大容量时，抛出了 RejectedExecutionException 异常。

四、解决方法

要解决 RejectedExecutionException 异常，首先我们要注意两种情况：

当调用了线程池的shutdown()方法以后，不要提交新任务给线程池
不要提交大量超过线程池处理能力的任务，这时可能会导致队列饱和，抛出异常

对于第二种情况，我们很容易解决。我们可以选择一种不需要设置大小限制的数据结构，比如 LinkedBlockingQueue 阻塞队列。因此在使用 LinkedBlockingQueue 队列以后，如果还出现 RejectedExecutionException 异常，就要将问题的重点放在第一种情况上。如果第一种情况不是产生问题的原因，那么我们还需要寻找更复杂的原因。比如，由于线程死锁和 LinkedBlockingQueue 饱和，导致内存占用过大，这个时候我们就需要考虑JVM可用内存的问题了。

对于第二种情况，通常有一些隐藏的信息被我们忽略。其实我们可以给使用 ArrayBlockingQueue 作为阻塞队列的 ThreadPoolExecutor 线程池提交超过15个的任务，只要我们在提交新任务前设置一个完成原来任务的等待时间，这时3个线程就会逐渐消费 ArrayBlockingQueue 阻塞队列里的任务，而不会使它堵塞。示例如下：

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**

    
    
   
    
     Created by on 2019/4/20.
 */
 public class RejectedExecutionExceptionExample {
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  ExecutorService executor </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span> ThreadPoolExecutor(3, 3, 0L<span style="color: #000000;">,
         TimeUnit.MILLISECONDS, </span><span style="color: #0000ff;">new</span> ArrayBlockingQueue&lt;&gt;(15<span style="color: #000000;">));

 </span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> 提交20个任务给线程池</span>
 Worker tasks[] = <span style="color: #0000ff;">new</span> Worker[20<span style="color: #000000;">];
 </span><span style="color: #0000ff;">for</span> (<span style="color: #0000ff;">int</span> i = 0; i &lt; 10; i++<span style="color: #000000;">) {
     tasks[i] </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Worker(i);
     System.out.println(</span>"提交任务: " + tasks[i] + ", " +<span style="color: #000000;"> i);
     executor.execute(tasks[i]);
 }

 Thread.sleep(</span>3000);<span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> 让主线程睡眠三秒</span>
 <span style="color: #0000ff;">for</span> (<span style="color: #0000ff;">int</span> i = 10; i &lt; 20; i++<span style="color: #000000;">) {
     tasks[i] </span>= <span style="color: #0000ff;">new</span><span style="color: #000000;"> Worker(i);
     System.out.println(</span>"提交任务: " + tasks[i] + ", " +<span style="color: #000000;"> i);
     executor.execute(tasks[i]);
 }

 System.out.println(</span>"主线程结束"<span style="color: #000000;">);
 executor.shutdown();</span><span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> 关闭线程池</span>
  
   
 }
 }

运行一下，看到如下输出：

提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@36baf30c, 0
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@5ca881b5, 1
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@4517d9a3, 2
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@2f92e0f4, 3
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@28a418fc, 4
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@5305068a, 5
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@1f32e575, 6
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@279f2327, 7
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@2ff4acd0, 8
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@54bedef2, 9
pool-1-thread-1 执行任务 0
pool-1-thread-2 执行任务 1
pool-1-thread-3 执行任务 2
pool-1-thread-2 完成任务 1
pool-1-thread-3 完成任务 2
pool-1-thread-1 完成任务 0
pool-1-thread-3 执行任务 4
pool-1-thread-2 执行任务 3
pool-1-thread-1 执行任务 5
pool-1-thread-3 完成任务 4
pool-1-thread-3 执行任务 6
pool-1-thread-2 完成任务 3
pool-1-thread-2 执行任务 7
pool-1-thread-1 完成任务 5
pool-1-thread-1 执行任务 8
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@5caf905d, 10
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@27716f4, 11
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@8efb846, 12
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@2a84aee7, 13
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@a09ee92, 14
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@30f39991, 15
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@452b3a41, 16
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@4a574795, 17
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@f6f4d33, 18
pool-1-thread-3 完成任务 6
pool-1-thread-2 完成任务 7
pool-1-thread-1 完成任务 8
pool-1-thread-2 执行任务 10
pool-1-thread-3 执行任务 9
提交任务: org.cellphone.common.pool.Worker@23fc625e, 19
pool-1-thread-1 执行任务 11
主线程结束
pool-1-thread-2 完成任务 10
pool-1-thread-2 执行任务 12
pool-1-thread-1 完成任务 11
pool-1-thread-1 执行任务 13
pool-1-thread-3 完成任务 9
pool-1-thread-3 执行任务 14
pool-1-thread-2 完成任务 12
pool-1-thread-2 执行任务 15
pool-1-thread-3 完成任务 14
pool-1-thread-3 执行任务 16
pool-1-thread-1 完成任务 13
pool-1-thread-1 执行任务 17
pool-1-thread-2 完成任务 15
pool-1-thread-2 执行任务 18
pool-1-thread-3 完成任务 16
pool-1-thread-1 完成任务 17
pool-1-thread-3 执行任务 19
pool-1-thread-2 完成任务 18
pool-1-thread-3 完成任务 19

当然上面这种设置等待时间来分隔旧任务和新任务的方式，在高并发情况下效率并不高，一方面由于我们无法准确预估等待时间，一方面由于 ArrayBlockingQueue 内部只使用了一个锁来隔离读和写的操作，因此效率没有使用了两个锁来隔离读写操作的 LinkedBlockingQueue 高，故而不推荐使用这种方式。

原文地址：https://www.cnblogs.com/warehouse/p/10746939.html

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