線程池中線程拋了異常，該如何處理？
在實際開發中，我們常常會用到線程池，但任務一旦提交到線程池之后，如果發生異常之后，怎么處理？ 怎么獲取到異常信息？在了解這個問題之前，可以先看一下 線程池的源碼解析，從源碼中我們知道了線程池的提交方式：submit和execute的區別，接下來分別使用他們執行帶有異常的任務！看結果是怎么樣的！
我們先用偽代碼模擬一下線程池拋異常的場景：
public class ThreadPoolException {
public static void main(String[] args) {
//創建一個線程池
ExecutorService executorService= Executors.newFixedThreadPool(1);
//當線程池拋出異常后 submit無提示，其他線程繼續執行
executorService.submit(new task());
//當線程池拋出異常后 execute拋出異常，其他線程繼續執行新任務
executorService.execute(new task());
}
}
//任務類
class task implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("進入了task方法！！！");
int i=1/0;
}
}運行結果：
圖片
可以看到：submit不打印異常信息，而execute則會打印異常信息！，submit的方式不打印異常信息，顯然在生產中，是不可行的，因為我們無法保證線程中的任務永不異常，而如果使用submit的方式出現了異常，直接如上寫法，我們將無法獲取到異常信息，做出對應的判斷和處理，所以下一步需要知道如何獲取線程池拋出的異常！
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submit()想要獲取異常信息就必須使用get()方法??！
//當線程池拋出異常后 submit無提示，其他線程繼續執行
Future<?> submit = executorService.submit(new task());
submit.get();submit打印異常信息如下：
圖片
方案一：使用 try -catch
public class ThreadPoolException {
public static void main(String[] args) {
//創建一個線程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
//當線程池拋出異常后 submit無提示，其他線程繼續執行
executorService.submit(new task());
//當線程池拋出異常后 execute拋出異常，其他線程繼續執行新任務
executorService.execute(new task());
}
}
// 任務類
class task implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("進入了task方法?。。?);
int i = 1 / 0;
} catch (Exception e) {
System.out.println("使用了try -catch 捕獲異常" + e);
}
}
}打印結果：
圖片
可以看到 submit 和 execute都清晰易懂的捕獲到了異常，可以知道我們的任務出現了問題，而不是消失的無影無蹤。
方案二：使用Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler方法捕獲異常
方案一中，每一個任務都要加一個try-catch 實在是太麻煩了，而且代碼也不好看，那么這樣想的話，可以用Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler方法捕獲異常。
圖片
UncaughtExceptionHandler 是Thread類一個內部類，也是一個函數式接口。
內部的uncaughtException是一個處理線程內發生的異常的方法，參數為線程對象t和異常對象e。
圖片
應用在線程池中如下所示：重寫它的線程工廠方法，在線程工廠創建線程的時候，都賦予UncaughtExceptionHandler處理器對象。
public class ThreadPoolException {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//1.實現一個自己的線程池工廠
ThreadFactory factory = (Runnable r) -> {
//創建一個線程
Thread t = new Thread(r);
//給創建的線程設置UncaughtExceptionHandler對象 里面實現異常的默認邏輯
t.setDefaultUncaughtExceptionHandler((Thread thread1, Throwable e) -> {
System.out.println("線程工廠設置的exceptionHandler" + e.getMessage());
});
return t;
};
//2.創建一個自己定義的線程池，使用自己定義的線程工廠
ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
1,
1,
0,
TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue(10),
factory);
// submit無提示
executorService.submit(new task());
Thread.sleep(1000);
System.out.println("==================為檢驗打印結果，1秒后執行execute方法");
// execute 方法被線程工廠factory 的UncaughtExceptionHandler捕捉到異常
executorService.execute(new task());
}
}
class task implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("進入了task方法?。?！");
int i = 1 / 0;
}
}打印結果如下：
圖片
根據打印結果我們看到，execute方法被線程工廠factory中設置的 UncaughtExceptionHandler捕捉到異常，而submit方法卻沒有任何反應！說明UncaughtExceptionHandler在submit中并沒有被調用。這是為什么呢？
在日常使用中，我們知道，execute和submit最大的區別就是execute沒有返回值，submit有返回值。submit返回的是一個future ，可以通過這個future取到線程執行的結果或者異常信息。
Future<?> submit = executorService.submit(new task());
//打印異常結果
System.out.println(submit.get());
圖片
從結果看出：submit并不是丟失了異常，使用future.get（）還是有異常打印的?。∧菫槭裁淳€程工廠factory 的UncaughtExceptionHandler沒有打印異常呢？猜測是submit方法內部已經捕獲了異常， 只是沒有打印出來，也因為異常已經被捕獲，因此jvm也就不會去調用Thread的UncaughtExceptionHandler去處理異常。
接下來，驗證猜想：
首先看一下submit和execute的源碼：
execute方法的源碼在這博客中寫的很詳細，點擊查看execute源碼，在此就不再啰嗦了。
https://blog.csdn.net/qq_45076180/article/details/108316340
submit源碼在底層還是調用的execute方法，只不過多一層Future封裝，并返回了這個Future，這也解釋了為什么submit會有返回值。
//submit()方法
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
//execute內部執行這個對象內部的邏輯，然后將結果或者異常 set到這個ftask里面
RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
// 執行execute方法
execute(ftask);
//返回這個ftask
return ftask;
}可以看到submit也是調用的execute，在execute方法中，我們的任務被提交到了addWorker(command, true) ，然后為每一個任務創建一個Worker去處理這個線程，這個Worker也是一個線程，執行任務時調用的就是Worker的run方法！run方法內部又調用了runworker方法！如下所示：
public void run() {
runWorker(this);
}
final void runWorker(Worker w) {
Thread wt = Thread.currentThread();
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
w.unlock(); // allow interrupts
boolean completedAbruptly = true;
try {
//這里就是線程可以重用的原因，循環+條件判斷，不斷從隊列中取任務
//還有一個問題就是非核心線程的超時刪除是怎么解決的
//主要就是getTask方法()見下文③
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
w.lock();
if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
(Thread.interrupted() &&
runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
!wt.isInterrupted())
wt.interrupt();
try {
beforeExecute(wt, task);
Throwable thrown = null;
try {
//執行線程
task.run();
//異常處理
} catch (RuntimeException x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Error x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Throwable x) {
thrown = x; thrownew Error(x);
} finally {
//execute的方式可以重寫此方法處理異常
afterExecute(task, thrown);
}
} finally {
task = null;
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
//出現異常時completedAbruptly不會被修改為false
completedAbruptly = false;
} finally {
//如果如果completedAbruptly值為true，則出現異常，則添加新的Worker處理后邊的線程
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}核心就在 task.run(); 這個方法里面了， 期間如果發生異常會被拋出。
- 如果用execute提交的任務，會被封裝成了一個runable任務，然后進去 再被封裝成一個worker,最后在worker的run方法里面調用runWoker方法， runWoker方法里面執行任務任務，如果任務出現異常，用try-catch捕獲異常往外面拋，我們在最外層使用try-catch捕獲到了 runWoker方法中拋出的異常。因此我們在execute中看到了我們的任務的異常信息。
- 那么為什么submit沒有異常信息呢？ 因為submit是將任務封裝成了一個futureTask ，然后這個futureTask被封裝成worker，在woker的run方法里面，最終調用的是futureTask的run方法， 猜測里面是直接吞掉了異常，并沒有拋出異常，因此在worker的runWorker方法里面無法捕獲到異常。
下面來看一下futureTask的run方法，果不其然，在try-catch中吞掉了異常，將異常放到了 setException(ex);里面。
public void run() {
if (state != NEW ||
!UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
null, Thread.currentThread()))
return;
try {
Callable<V> c = callable;
if (c != null && state == NEW) {
V result;
boolean ran;
try {
result = c.call();
ran = true;
} catch (Throwable ex) {
result = null;
ran = false;
//在此方法中設置了異常信息
setException(ex);
}
if (ran)
set(result);
}
//省略下文
。。。。。。
setException(ex)`方法如下：將異常對象賦予`outcome
protected void setException(Throwable t) {
if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
//將異常對象賦予outcome，記住這個outcome，
outcome = t;
UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, EXCEPTIONAL); // final state
finishCompletion();
}
}將異常對象賦予outcome有什么用呢？這個outcome是什么呢？當我們使用submit返回Future對象，并使用Future.get()時， 會調用內部的report方法！
public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
int s = state;
if (s <= COMPLETING)
s = awaitDone(false, 0L);
//注意這個方法
return report(s);
}reoport里面實際上返回的是outcome ,剛好之前的異常就set到了這個outcome里面。
private V report(int s) throws ExecutionException {
//設置`outcome`
Object x = outcome;
if (s == NORMAL)
//返回`outcome`
return (V)x;
if (s >= CANCELLED)
throw new CancellationException();
throw new ExecutionException((Throwable)x);
}因此，在用submit提交的時候，runable對象被封裝成了future ，future 里面的 run方法在處理異常時， try-catch了所有的異常，通過setException(ex);方法設置到了變量outcome里面， 可以通過future.get獲取到outcome。
所以在submit提交的時候，里面發生了異常， 是不會有任何拋出信息的。而通過future.get（）可以獲取到submit拋出的異常！在submit里面，除了從返回結果里面取到異常之外, 沒有其他方法。因此，在不需要返回結果的情況下，最好用execute ，這樣就算沒有寫try-catch，疏漏了異常捕捉，也不至于丟掉異常信息。
方案三：重寫afterExecute進行異常處理
通過上述源碼分析，在excute的方法里面，可以通過重寫afterExecute進行異常處理，但是注意！ 這個也只適用于excute提交(submit的方式比較麻煩，下面說)，因為submit的task.run里面把異常吞了，根本不會跑出來異常，因此也不會有異常進入到afterExecute里面。
在runWorker里面，調用task.run之后，會調用線程池的 afterExecute(task, thrown) 方法。
final void runWorker(Worker w) {
//當前線程
Thread wt = Thread.currentThread();
//我們的提交的任務
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
w.unlock(); // allow interrupts
boolean completedAbruptly = true;
try {
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
w.lock();
if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
(Thread.interrupted() &&
runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
!wt.isInterrupted())
wt.interrupt();
try {
beforeExecute(wt, task);
Throwable thrown = null;
try {
//直接就調用了task的run方法
task.run(); //如果是futuretask的run,里面是吞掉了異常，不會有異常拋出，
// 因此Throwable thrown = null; 也不會進入到catch里面
} catch (RuntimeException x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Error x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Throwable x) {
thrown = x; thrownew Error(x);
} finally {
//調用線程池的afterExecute方法 傳入了task和異常
afterExecute(task, thrown);
}
} finally {
task = null;
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
completedAbruptly = false;
} finally {
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}重寫afterExecute處理execute提交的異常。
public class ThreadPoolException3 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
//1.創建一個自己定義的線程池
ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
2,
3,
0,
TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue(10)
) {
//重寫afterExecute方法
@Override
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
System.out.println("afterExecute里面獲取到異常信息，處理異常" + t.getMessage());
}
};
//當線程池拋出異常后 execute
executorService.execute(new task());
}
}
class task3 implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("進入了task方法?。?！");
int i = 1 / 0;
}
}執行結果：我們可以在afterExecute方法內部對異常進行處理。
圖片
如果要用這個afterExecute處理submit提交的異常， 要額外處理。判斷Throwable是否是FutureTask，如果是代表是submit提交的異常，代碼如下：
public class ThreadPoolException3 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
//1.創建一個自己定義的線程池
ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
2,
3,
0,
TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue(10)
) {
//重寫afterExecute方法
@Override
protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
//這個是excute提交的時候
if (t != null) {
System.out.println("afterExecute里面獲取到excute提交的異常信息，處理異常" + t.getMessage());
}
//如果r的實際類型是FutureTask 那么是submit提交的，所以可以在里面get到異常
if (r instanceof FutureTask) {
try {
Future<?> future = (Future<?>) r;
//get獲取異常
future.get();
} catch (Exception e) {
System.out.println("afterExecute里面獲取到submit提交的異常信息，處理異常" + e);
}
}
}
};
//當線程池拋出異常后 execute
executorService.execute(new task());
//當線程池拋出異常后 submit
executorService.submit(new task());
}
}
class task3 implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("進入了task方法?。?！");
int i = 1 / 0;
}
}處理結果如下：
圖片
可以看到使用重寫afterExecute這種方式，既可以處理execute拋出的異常，也可以處理submit拋出的異常。
