血的教訓--如何正確使用執行緒池submit和execute方法

請叫我紅領巾!發表於2019-06-28
執行緒MIT

血的教訓之背景：使用執行緒池對存量資料進行遷移，但是總有一批資料遷移失敗，無異常日誌列印

凶案起因

​ 聽說parallelStream並行流是個好東西，由於日常開發stream序列流的場景比較多，這次需要寫遷移程式剛好可以用得上，那還不趕緊拿來裝*一下，此時不裝更待何時。機智的我還知道在 JVM 的後臺，使用通用的 fork/join 池來完成上述功能，該池是所有並行流共享的，預設情況，fork/join 池會為每個處理器分配一個執行緒，對應的變通方案就是建立自己的執行緒池如

ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
pool.submit(() -> {
            list.parallelStream().collect(Collectors.toList());
        });

​ 於是地雷就是從這裡埋下的。

submit還是execute

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        final ExecutorService pool = new ForkJoinPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
        List<Integer> list = Lists.newArrayList(1, 2, 3, null);
        //1.使用submit
        pool.submit(() -> {
            list.parallelStream().map(a -> a.toString()).collect(Collectors.toList());
        });
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        //2.使用 execute
        pool.execute(() -> {
            list.parallelStream().map(a -> a.toString()).collect(Collectors.toList());
        });
        //3.使用submit，呼叫get()
        pool.submit(() -> {
            list.parallelStream().map(a -> a.toString()).collect(Collectors.toList());
        }).get();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
    }

​ 讀者自行跑一下上面的用例，會發現單獨使用submit方法的並不會列印出錯誤日誌，而使用execute方法列印出了錯誤日誌，但是對submit返回的FutureJoinTask呼叫get()方法，又會丟擲異常。於是真相大白，部分批次中的資料存在髒資料，為null值，遍歷到該null值的時候出現了異常，但是異常日誌在submit方法中給catch住，沒有列印出來（心痛的感覺），而被捕獲的異常，被包裝在返回的結果類FutureJoinTask中，並沒有再次丟擲。

如果不需要非同步返回結果，請不要用submit 方法

​ 結論先行，我犯的錯誤就是，淺顯的認為submit和execute的區別就只是一個有返回非同步結果，一個沒有返回一步結果，但是事實是殘酷的。在submit()中邏輯一定包含了將非同步任務丟擲的異常捕獲，而因為使用方法不當而導致該異常沒有再次丟擲。

​ 現在提出一個問題，ForkJoinPool#submit()中返回的ForkJoinTask可以獲取非同步任務的結果，現這個非同步丟擲了異常，我們嘗試獲取該任務的結果會是如何？ 我們直接看ForkJoinTask#get()的原始碼。

public final V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    int s = (Thread.currentThread() instanceof ForkJoinWorkerThread) ?
        doJoin() : externalInterruptibleAwaitDone();
    Throwable ex;
    if ((s &= DONE_MASK) == CANCELLED)
        throw new CancellationException();
    //這裡可以直接看到，非同步任務出現異常會在呼叫get()獲取結果的時候，會被包裝成ExecutionException再次丟擲
    if (s == EXCEPTIONAL && (ex = getThrowableException()) != null)
        throw new ExecutionException(ex);
    return getRawResult();
}

​ 非同步任務出現異常會在呼叫get()獲取結果的時候，會被包裝成ExecutionException再次丟擲，但是異常是在哪裡被捕獲的呢？萬變不離其宗，所有執行緒的執行緒都需要重寫Thread#run()方法， 投遞到ForkJoinPool的執行緒會被包裝成ForkJoinWorkerThread，因此我們看一下ForkJoinWorkerThread#run()的實現.

public void run() {
    if (workQueue.array == null) { // only run once
        Throwable exception = null;
        try {
            onStart();
            pool.runWorker(workQueue);
        } catch (Throwable ex) {
            //出現異常，捕獲，再次丟擲會在呼叫ForkJoinTask#get()的時候
            exception = ex;
        } finally {
            try {
                onTermination(exception);
            } catch (Throwable ex) {
                if (exception == null)
                    exception = ex;
            } finally {
                pool.deregisterWorker(this, exception);
            }
        }
    }
}

​ 上面的分析是基於ForkJoinPool的，是不是所有的執行緒池的submit和execute方法的實現都是類似這樣，我們常用的執行緒池ThreadPoolThread實現會是怎樣的，同樣的思路，我們需要找到投遞到ThreadPoolThread的非同步任務最終被包裝為哪個Thread的子類或者是實現java.lang.Runnable#run，答案就是java.util.concurrent.FutureTask

 public void run() {
      ...
        try {
            Callable<V> c = callable;
            if (c != null && state == NEW) {
                V result;
                boolean ran;
                try {
                    result = c.call();
                    ran = true;
                } catch (Throwable ex) {
                    //捕獲異常
                    result = null;
                    ran = false;
                    setException(ex);
                }
                if (ran)
                    set(result);
            }
        } 
     ....
    }

總結

​ java.util.concurrent.ExecutorService#submit(java.lang.Runnable)為何執行緒池會有這種設定，實際上我們的思路不應該侷限於執行緒池，而是放在獲取非同步任務結果，異常是否也是屬於非同步結果，FutureTask作為JDK提供的併發工具類的實現中，已經給出了很好的答案，即獲取非同步任務結果，異常也是屬於非同步結果，如果非同步任務出現執行時異常，那麼在獲取該任務的結果時，該異常會被重新包裝丟擲

​ 作者：plz叫我紅領巾   

​ 出處：https://juejin.im/post/5d15c430f265da1bab29c1fe

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