ThreadPoolExecutor的應用和實現分析（續）—— 任務飽和丟棄策略

n8765發表於2015-04-24
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在前面三篇文章中，我們已經對ThreadPoolExecutor的應用以及任務處理和生命週期相關的原始碼實現做了整理分析。這篇我們簡要整理下java.util.concurrent包中的RejectedExecutionHandler這個介面和對應的實現類。

0. RejectedExecutionHandler介面

當ThreadPoolExecutor執行任務的時候，如果執行緒池的執行緒已經飽和，並且任務佇列也已滿。那麼就會做丟棄處理，這也是execute()方法實現中的操作，原始碼如下:

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else if (!addWorker(command, false))
        reject(command);

這個reject()方法很簡單，直接呼叫丟棄處理的handler方法的rejectedExecution()。

在java.util.concurrent中，專門為此定義了一個介面，是RejectedExecutionHandler：

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public interface RejectedExecutionHandler {
    void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor);
}

其中只有rejectedExecution()一個方法。返回為void，而引數一個是具體的Runnable任務，另一個則是被提交任務的ThreadPoolExecutor。

凡是實現了這個方法的類都可以作為丟棄處理器在ThreadPoolExecutor物件構造的時候作為引數傳入，這個前面的文章已經提到過了。其中ThreadPoolExecutor給出了4種基本策略的實現。分別是:

  • CallerRunsPolicy
  • AbortPolicy
  • DiscardPolicy
  • DiscardOldestPolicy

下面分別詳細說明。

1. 直接丟棄

這個也是實現最簡單的類，其中的rejectedExecution()方法是空實現，即什麼也不做，那麼提交的任務將會被丟棄，而不做任何處理。

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public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public DiscardPolicy() { }
 
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
    }
}

這個策略使用的時候要小心，要明確需求。不然不知不覺的任務就丟了。

2. 丟棄最老

和上面的有些類似，也是會丟棄掉一個任務，但是是佇列中最早的。

實現如下:

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public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public DiscardOldestPolicy() { }
 
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        if (!e.isShutdown()) {
            e.getQueue().poll();
            e.execute(r);
        }
    }
}

注意，會先判斷ThreadPoolExecutor物件是否已經進入SHUTDOWN以後的狀態。之後取出佇列頭的任務並不做任何處理，即丟棄，再重新呼叫execute()方法提交新任務。

3. 廢棄終止

這個RejectedExecutionHandler類和直接丟棄不同的是，不是默默地處理，而是丟擲java.util.concurrent.RejectedExecutionException異常，這個異常是RuntimeException的子類。這個策略實現如下:

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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());
    }
}

注意，處理這個異常的執行緒是執行execute()的呼叫者執行緒。

4. 呼叫者執行策略

在這個策略實現中，任務還是會被執行，但執行緒池中不會開闢新執行緒，而是提交任務的執行緒來負責維護任務。

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public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
    if (!e.isShutdown()) {
        r.run();
    }
}

注意，和DiscardOldestPolicy同樣，也會先判斷ThreadPoolExecutor物件的狀態，之後執行任務。這樣處理的一個好處，是讓caller執行緒執行任務，以推遲該執行緒進一步提交新任務，有效的緩解了執行緒池物件飽和的情況。

上面只是SunJDK中提供的4種最基本策略，開發者可以根據具體需求定製。

此外，前文提到ThreadPoolExecutor也可以進行擴充套件。在java.util.concurrent包中有ScheduledThreadPoolExecutor這樣一個類，其擴充套件了ThreadPoolExecutor，實現了一些時間和任務排程相關的方法。這裡我就不具體整理了。

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