Java ExecutorService线程池中的小坑——关于线程池中抛出的异常处理

开发自己的项目有一段时间了，因为是个长时间跑的服务器端程序，所以异常处理显得尤为重要。
对于异常的抓取和日志（狭义上的日志）的分析一点都不能落下。

我们使用了Java自带的Executor模块，我只是稍微看了下Executors当中三个线程池的实现(策略为：Fixed, Cached, Schedule)，其实光看名字就可以了解各自的一些策略信息。OK，这一次我需要一种策略合并Fixed和Cached的两种特点的自定义Executor。其实很简单，给Cached设置一个上线就是了。注意他们的同步队列使用的不同，用LinkedBlockingQueue是个不错的选择，至于BlockingQueue的实现可以自行谷歌（以后再记吧）。

先看写的简略的代码

package com.zjseek.recharge.core;

import com.zjseek.recharge.exception.SKErrorCode;
import com.zjseek.recharge.exception.SKOrderState;
import com.zjseek.recharge.model.OrderModel;
import com.zjseek.recharge.service.OrderService;
import org.apache.log4j.Logger;

import java.sql.Timestamp;
import java.util.concurrent.*;

/**
 * Created by geminiwen on 14-6-28.
 */
public class OrderExceptionThreadExecutor extends ThreadPoolExecutor {
    private Logger logger = Logger.getLogger(OrderExceptionThreadExecutor.class);
    private OrderService orderService;

    public OrderExceptionThreadExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);
        init();
    }

    public OrderExceptionThreadExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory) {
        super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory);
        init();
    }

    public OrderExceptionThreadExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, RejectedExecutionHandler handler) {
        super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, handler);
        init();
    }

    public OrderExceptionThreadExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) {
        super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory, handler);
        init();
    }

    private void init() {
        this.orderService = new OrderService();
    }

    @Override
    protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
        super.afterExecute(r, t);
        Future<?> f = (Future<?>) r;
        try {
            f.get();
        } catch (InterruptedException e) {
            logger.error("线程池中发现异常，被中断", e);
        } catch (ExecutionException e) {
            logger.error("线程池中发现异常，被中断", e);
        }

    }
}

我这是一个订单处理流程，主要用到了一个protected方法，就是afterExecute。一看这个函数的样子，想当然的以为如果线程池中出了问题，异常自然回在第二个参数t中传过来。
也许的确是这样的，但是这里有一个区别。
我们知道ExecutorServcie中执行一个Runnable有两个方法，两个分别是

public void execute(Runnable command);
public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

别看接受的参数差不多，其实submit最后是调用的execute的，而且在调用execute前，对task进行了一次封装，变成了RunnableFuture（它是接口，继承了Runnable和Future实际是一个实现类FutureTask）。

OK，对于实际操作Runnable的不同，暂时说到这，看下execute方法做了什么事
execute方法对进来的Runnable又包装成了worker然后进入runWorker
runWorker方法中有这么几行

try {
    beforeExecute(wt, task);
    Throwable thrown = null;
    try {
       task.run();
    } catch (RuntimeException x) {
       thrown = x; throw x;
    } catch (Error x) {
       thrown = x; throw x;
    } catch (Throwable x) {
       thrown = x; throw new Error(x);
    } finally {
       afterExecute(task, thrown);
    }
} finally {
    task = null;
    w.completedTasks++;
    w.unlock();
}

好了，到了最关键的afterExecute这个步骤，我满心以为这里所有的异常都会通过thrown传递进来，看来我还是太年轻了，之前我们分析过，这个Runnable已经被submit封装成了FutureTask，那么这个task.run()除了我们自己定义的run任务之外，到底还干了啥呢？

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;
                setException(ex);
            }
            if (ran)
                set(result);
        }
    } finally {
        // runner must be non-null until state is settled to
        // prevent concurrent calls to run()
        runner = null;
        // state must be re-read after nulling runner to prevent
        // leaked interrupts
        int s = state;
        if (s >= INTERRUPTING)
            handlePossibleCancellationInterrupt(s);
    }
}

OK，这段源码摘自FutureTask中的run方法，实际我们自己定义的任务已经变成了Callable：

   public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
        this.callable = Executors.callable(runnable, result);
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }

从它的构造函数就可以看出来。

然后我们在上面实际运行task的地方其实是c.call()这一句。

result = c.call();

我们写的任务全部在这句代码里面执行完毕了，看看外面都wrap了啥？ OK 我们所有的Throwable全部已经被setException吃掉了，怎么还会抛出到外面那层的execute中呢？
所以我之前实验的时候，在submit中提交任务无论任务怎么抛异常，在afterExecute中的第二个参数是取不到的，原因就在这。

再回头看看针对submit改造的函数

protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
    super.afterExecute(r, t);
    Future<?> f = (Future<?>) r;
    try {
        f.get();
    } catch (InterruptedException e) {
        logger.error("线程池中发现异常，被中断", e);
    } catch (ExecutionException e) {
        logger.error("线程池中发现异常，被中断", e);
    }

}

当然，这里已经默认r是实现Future接口了。通过FutureTask的get方法，能把刚刚setException中的异常给抛出来，这样我们就能真的拿到这些异常了。

结论

如果我们关心线程池执行的结果，则需要使用submit来提交task，那么在afterExecute中对异常的处理也需要通过Future接口调用get方法去取结果，才能拿到异常，如果我们不关心这个任务的结果，可以直接使用ExecutorService中的execute方法（实际是继承Executor接口）来直接去执行任务，这样的话，我们的Runnable没有经过多余的封装，在runWorker中得到的异常也直接能在afterExecute中捕捉。

好了，以上就是对线程池异常捕捉的一个记录。想想应该不难，今天也是偶然机会看到的。今天在开发中碰到PHP锁的问题，头疼死了。