透彻学习 JDK:线程池队列满了以后怎么办

线程池限制线程数量,却可能把压力转移到任务队列。

edyang · 2013-07-05

线程池限制线程数量,却可能把压力转移到任务队列。没有队列边界时,内存也会成为排队资源。

本文使用JDK 7,示例为方法体或类定义片段。源码学习需要区分语言规则、公共接口约定与某个版本的实现。本文把讨论范围固定在 Java 7,不把后续版本的集合结构或语法写进来。

1. 从现象推到机制

ThreadPoolExecutor 的任务接纳涉及核心线程、队列、最大线程数和拒绝策略。队列未满时不一定继续增加到最大线程数;无界队列会让最大值对普通扩容几乎不起作用。拒绝必须成为调用方可处理的结果。

透彻学习 JDK:线程池队列满了以后怎么办的处理、反馈与观察关系

图中的四个节点分别表示任务提交、有界队列、工作线程、拒绝反馈。顺着实线检查输入如何变成输出,再沿虚线核对反馈条件。图示表达的是本文讨论的关系,不是实测曲线或现场截图。

2. 最小实现与输入条件

使用有界队列和明确拒绝策略,任务里用短等待模拟慢依赖。观察提交延迟、队列长度和拒绝次数,示例参数仅用于小规模实验。

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ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
    2, 4, 30, TimeUnit.SECONDS,
    new ArrayBlockingQueue<Runnable>(8),
    new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

将片段放入独立的小工程,补齐 imports(导入声明)和调用入口。观察返回值、异常类型及对象状态;并发实验需要重复交错,单次没有出错不能证明线程安全。

3. 用对照区分原因

下表列出需要主动改变的条件。预期行为来自机制分析,复现时还需记录运行环境和原始输出,不能将预期当作已经测得的结果。

改变的条件 需要验证的行为
提交速度低于处理速度 队列不应持续增长
持续超量提交 最终触发拒绝策略
慢依赖长期阻塞 工作线程可能全部占满

对照 1:提交速度低于处理速度

队列不应持续增长。观察时记录活动线程数与队列长度。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

对照 2:持续超量提交

最终触发拒绝策略。观察时记录拒绝发生时的队列容量。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

对照 3:慢依赖长期阻塞

工作线程可能全部占满。观察时记录任务执行栈与依赖等待时间。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

4. 适用条件与取舍

CallerRunsPolicy 会把工作转给提交线程,可能形成背压,也可能拖住请求线程。选择策略要按业务容忍度决定,不能为了不报错而静默丢任务。

一次正常运行只覆盖了这组输入。继续扩展前,应把上面的异常对照保留下来,尤其关注“慢依赖长期阻塞”这一分支。后续方案若改变了图中任意一处依赖,原来的判断就要重新验证,不能仅凭界面相似或返回值相同沿用结论。

同月延伸

参考资料

  1. Java SE 7 API 文档
  2. Java SE 7 语言规范