线程池中的拒绝策略有哪些？请列举并说明其适用场景。

八股文_Java并发基础题 0 2

参考回答

线程池中的拒绝策略（RejectedExecutionHandler）用于处理当任务无法被线程池执行时的情况，例如任务队列已满且线程数已达到最大线程数。ThreadPoolExecutor 提供了以下几种内置的拒绝策略，每种策略适用于不同的场景：

AbortPolicy（默认策略）
- 行为：抛出 RejectedExecutionException 异常，通知任务提交方任务无法被执行。
- 适用场景：适用于任务必须被执行、不能丢失的场景，例如关键性任务。如果任务被拒绝，需要开发者捕获异常并进行处理。
CallerRunsPolicy
- 行为：由提交任务的线程（调用者线程）执行任务，而不是线程池中的线程。
- 适用场景：适用于可以将任务回退给调用方执行的场景，通常用来降低线程池的负载，但可能会导致调用线程的性能下降。
DiscardPolicy
- 行为：直接丢弃任务，不抛出异常，也不通知任务提交方。
- 适用场景：适用于可以容忍部分任务丢失的场景，例如日志记录或监控统计，任务丢失不会影响系统的正常运行。
DiscardOldestPolicy
- 行为：丢弃任务队列中等待最久的任务，然后尝试重新提交当前任务。
- 适用场景：适用于需要保证新任务优先被执行的场景，例如实时数据处理的任务。

详细讲解与拓展

1. 内置拒绝策略源码解析

1.1 AbortPolicy

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());
    }
}

抛出 RejectedExecutionException，终止任务提交流程。
优点：明确通知调用方任务被拒绝。
缺点：需要调用方显式捕获异常，否则可能导致程序崩溃。

1.2 CallerRunsPolicy

public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public CallerRunsPolicy() { }

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

调用线程执行任务，如果线程池已经关闭，则任务不会被执行。
优点：避免任务丢失，并减少线程池的负载。
缺点：可能拖慢调用线程的执行速度，影响其他任务。

1.3 DiscardPolicy

public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public DiscardPolicy() { }

    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        // 直接丢弃任务
    }
}

任务直接被丢弃，没有任何通知。
优点：简单高效，不影响线程池运行。
缺点：任务丢失无法感知，不适合关键性任务。

1.4 DiscardOldestPolicy

public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
    public DiscardOldestPolicy() { }

    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
        if (!e.isShutdown()) {
            e.getQueue().poll(); // 移除最早的任务
            e.execute(r);        // 尝试执行新任务
        }
    }
}

移除队列中最早的任务，然后重新尝试提交新任务。
优点：优先处理最新任务，适合实时性要求高的场景。
缺点：可能丢弃尚未完成的重要任务。

2. 自定义拒绝策略

如果内置策略不能满足需求，可以通过实现 RejectedExecutionHandler 接口来定义自己的拒绝策略。

示例：记录被拒绝任务的日志

public class LoggingRejectedExecutionHandler implements RejectedExecutionHandler {
    @Override
    public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
        System.err.println("Task " + r.toString() + " was rejected.");
    }
}

将自定义拒绝策略应用于线程池：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
        2, 4, 60, TimeUnit.SECONDS,
        new ArrayBlockingQueue<>(2),
        Executors.defaultThreadFactory(),
        new LoggingRejectedExecutionHandler()
);

3. 应用场景分析与选择

拒绝策略	适用场景
AbortPolicy	任务必须被执行，不能丢失的场景。例如支付任务、订单处理等。
CallerRunsPolicy	可以由调用方执行任务，适合需要平衡线程池负载的场景。例如批量处理任务的降级场景。
DiscardPolicy	非关键任务，可以容忍任务丢失的场景。例如日志记录、监控统计等。
DiscardOldestPolicy	实时性要求高，需要优先执行最新任务的场景。例如实时数据流处理、交易系统中的实时行情更新。

4. 示例代码

以下代码演示不同拒绝策略的效果：

import java.util.concurrent.*;

public class RejectedExecutionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        RejectedExecutionHandler handler = new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy(); // 可更换策略
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
                2, 4, 60, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(2), // 有界队列
                Executors.defaultThreadFactory(),
                handler
        );

        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            final int taskId = i;
            executor.execute(() -> {
                System.out.println("Task " + taskId + " is running by " + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.sleep(2000); // 模拟任务执行
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }

        executor.shutdown();
    }
}

更换不同拒绝策略，观察以下行为：

AbortPolicy：抛出异常，终止程序运行。
CallerRunsPolicy：多余任务由调用线程执行，程序可能变慢。
DiscardPolicy：多余任务直接丢弃。
DiscardOldestPolicy：最早的任务被丢弃。

总结

拒绝策略的核心作用：在线程池资源耗尽时，防止任务无限积压，合理处理超出负载的任务。
内置策略：AbortPolicy 用于关键任务，CallerRunsPolicy 平衡负载，DiscardPolicy 和 DiscardOldestPolicy 适合非关键任务。
选择建议：根据业务需求选择合适的拒绝策略，关键任务需优先保证执行，非关键任务可以选择丢弃策略。
自定义策略：在特殊场景下，可以实现自定义策略满足业务需求。