引言

使用 Java 的任务管理框架执行任务过程中，当任务等待队列被填满时、又有新的任务提交后，饱和策略开始发挥作用。 ThreadPollExecutor 提供了四种饱和策略：

上一节已经看过它们的源码了，本节来验证一下它们的差异。

测试类准备

先定义一个 MyCommand 的任务，接收一个字符串信息：

public class MyCommand implements Runnable {
	private String name;

	public MyCommand(String name){
		this.name = name;
	}
	@Override
	public void run() {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ," +
				"name: "+name+","+new Date());
		try {
			Thread.sleep(5000);
		} catch (InterruptedException execption) {
			execption.printStackTrace();
		}
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "MyCommand [name=" + name + "]";
	}
}

编写统一的测试类，线程池初始化大小为 2，等待队列大小为 2，当提交任务大于 4 时，第 5 个任务会因饱和策略的不同，而得到不同的执行结果。后文将通过设置不同的饱和策略，来测试它们的行为差异。

public class RejectPolicyTest {
	private final ThreadPoolExecutor exec ;
	public RejectPolicyTest(){
		exec = new ThreadPoolExecutor(2,2,0L,TimeUnit.MICROSECONDS,
				new LinkedBlockingQueue<Runnable>(2));
		//TODO 设置不同的饱和策略
		//exec.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		MyCommand c1 = new MyCommand("c1");
		MyCommand c2 = new MyCommand("c2");
		MyCommand c3 = new MyCommand("c3");
		MyCommand c4 = new MyCommand("c4");
		MyCommand c5 = new MyCommand("c5");
		RejectPolicyTest c = new RejectPolicyTest();
		c.submit(c1);
		c.submit(c2);
		c.submit(c3);
		c.submit(c4);
		c.submit(c5);
	}

	public void submit(Runnable command){
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" submit tast..."+command);
		try{
			exec.submit(command);
		}catch(Exception e){
			System.out.println("Exception when submit task:"+e.getMessage());
		}
	}
}

策略一：通知模式抛弃

AbortPolicy 是默认的饱和策略，该策略会抛出未检查异常 RejectedExecutionException，调用者可以捕获这个异常，然后根据自己的需求编写代码。比如，捕获异常并尝试重新提交任务，该策略还算友好，至少抛弃之前会通知任务提交者。

由于是默认策略，直接运行第一部分准备的测试类，结果如下：

main submit tast...MyCommand [name=c1]
main submit tast...MyCommand [name=c2]
main submit tast...MyCommand [name=c3]
main submit tast...MyCommand [name=c4]
main submit tast...MyCommand [name=c5]
Exception when submit task:Task java.util.concurrent.FutureTask@33909752 rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@55f96302[Running, pool size = 2, active threads = 2, queued tasks = 2, completed tasks = 0]
pool-1-thread-2 ,name: c2,Sun Dec 22 19:10:56 CST 2019
pool-1-thread-1 ,name: c1,Sun Dec 22 19:10:56 CST 2019
pool-1-thread-2 ,name: c3,Sun Dec 22 19:11:01 CST 2019
pool-1-thread-1 ,name: c4,Sun Dec 22 19:11:01 CST 2019

测试结果：主线程提交了 4 个任务后，队列满了，此时提交第 5 个任务时，线程池抛出了 RejectedExecutionException异常，主线程能够捕获并处理该异常。

策略二：静音模式抛弃

DiscardPolicy，默默收下任务，但是啥都不做，连异常都不抛，调用者根本不知道任务的状况。显然，这不利于任务的控制，所以笔者不建议用这种策略。

修改测试类，调整策略：

exec.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());

测试结果：提交了 5 个线程，只有 4 个任务执行了，最后提交的那个任务被无情抛弃了，而调用者浑然不觉。

main submit tast...MyCommand [name=c1]
main submit tast...MyCommand [name=c2]
main submit tast...MyCommand [name=c3]
main submit tast...MyCommand [name=c4]
main submit tast...MyCommand [name=c5]
pool-1-thread-2 ,name: c2,Sun Dec 22 19:12:38 CST 2019
pool-1-thread-1 ,name: c1,Sun Dec 22 19:12:38 CST 2019
pool-1-thread-2 ,name: c3,Sun Dec 22 19:12:43 CST 2019
pool-1-thread-1 ,name: c4,Sun Dec 22 19:12:43 CST 2019

策略三：抛弃等待最久的任务

DiscardOldestPolicy 策略抛弃掉等待队列中等待最久的任务，将其移除队列，然后执行当前任务，对等待最久的任务不利。

修改测试类的策略：

exec.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

测试结果：提交了 5 个线程，但是只有 4 个任务执行了，等待最久的任务 c3 被抛弃，调用者也无从知晓。

main submit tast...MyCommand [name=c1]
main submit tast...MyCommand [name=c2]
main submit tast...MyCommand [name=c3]
main submit tast...MyCommand [name=c4]
main submit tast...MyCommand [name=c5]
pool-1-thread-2 ,name: c2,Sun Dec 22 19:13:10 CST 2019
pool-1-thread-1 ,name: c1,Sun Dec 22 19:13:10 CST 2019
pool-1-thread-2 ,name: c4,Sun Dec 22 19:13:15 CST 2019
pool-1-thread-1 ,name: c5,Sun Dec 22 19:13:15 CST 2019

策略四：调用者执行

CallerRunsPolicy 策略提供了一种调节机制，它不抛弃任务，也不抛出异常，而是将任务的运行请求回退到任务调用者，由提交任务的线程去执行自己刚提交的任务。

exec.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

测试结果：提交了 5 个线程，但是只有 4 个由工作线程执行，第 5 个任务由调用者执行。

main submit tast...MyCommand [name=c1]
main submit tast...MyCommand [name=c2]
main submit tast...MyCommand [name=c3]
main submit tast...MyCommand [name=c4]
main submit tast...MyCommand [name=c5]
pool-1-thread-2 ,name: c2,Sun Dec 22 19:18:28 CST 2019
pool-1-thread-1 ,name: c1,Sun Dec 22 19:18:28 CST 2019
main ,name: c5,Sun Dec 22 19:18:28 CST 2019
pool-1-thread-1 ,name: c3,Sun Dec 22 19:18:33 CST 2019
pool-1-thread-2 ,name: c4,Sun Dec 22 19:18:33 CST 2019

结论：调用者运行的饱和策略实现了一种弹性调节机制，当工作队列被填满时，下一个待执行的任务会在提交任务的主线程中执行。

主线程执行任务该期间，线程资源被占用，将不能再提交任务。因此降低了任务的提交速率，为线程池争取了更多的时间来完成正在排队的任务。

策略五：调用者限制提交

前四种都是线程池自己的饱和策略，除此之外，还可以在任务提交方控制任务的提交速率，即限制任务的提交，避免产生任务饱和的情况。比如，借助信号量 Semaphore 来限制任务的到达率，这个同步工具类，可以控制同时访问某个特定资源的操作数量。

可以利用 Semaphore 的 acquire 获取一个虚拟许可，如果没有可用的许可，则阻塞该方法的调用线程直到有可用许可为止。如果线程池使用无界队列缓冲任务时，且未对任务数量做控制，容易导致内存耗尽。这时，可以和 Semaphore 搭配使用，设置信号量的上界，来控制任务的提交速率。

使用上一章的 MyCommand 任务，结合 Semaphore，实现一个调用者控制任务提交的示例：

/**
 * 
 * @title       :BoundedExecutor
 * @description :使用Semaphore控制任务的提交速率
 * @since       :2019-12-22
 */
public class BoundedExecutor {
	private final Executor exec;
	private final Semaphore semaphore;
	
	public BoundedExecutor(Executor exec,int bound){
		this.exec = exec;
		this.semaphore = new Semaphore(bound);
	}
	
	public void submitTask(final Runnable command) throws InterruptedException{
		try{
			semaphore.acquire();
			exec.execute(new Runnable(){
				@Override
				public void run() {
					try{
						command.run();
					}finally{
						System.out.println("执行完成 ，release...");
						semaphore.release();
					}
				}
			});
		}catch(RejectedExecutionException e){
			System.out.println("队列已满，拒绝执行");
			semaphore.release();
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		//虽然线程池大小为4，但是Semaphore限制每次只能有两个任务被执行
		Executor exec = Executors.newCachedThreadPool();
		BoundedExecutor b = new BoundedExecutor(exec,2);
		
		MyCommand c1 = new MyCommand("c1");
		MyCommand c2 = new MyCommand("c2");
		MyCommand c3 = new MyCommand("c3");
		MyCommand c4 = new MyCommand("c4");
		MyCommand c5 = new MyCommand("c5");
		try {
			b.submitTask(c1);
			b.submitTask(c2);
			b.submitTask(c3);
			b.submitTask(c4);
			b.submitTask(c5);
		} catch (InterruptedException execption) {
			execption.printStackTrace();
		}
	}
}

任务执行结果：

pool-1-thread-2 ,name: c2,Mon Dec 15 16:20:17 CST 2019
pool-1-thread-1 ,name: c1,Mon Dec 15 16:20:17 CST 2019
执行完成 ，release...
执行完成 ，release...
pool-1-thread-1 ,name: c4,Mon Dec 15 16:20:22 CST 2019
pool-1-thread-3 ,name: c3,Mon Dec 15 16:20:22 CST 2019
执行完成 ，release...
执行完成 ，release...
pool-1-thread-1 ,name: c5,Mon Dec 15 16:20:27 CST 2019
执行完成 ，release...

执行结果分析：使用 Semaphore 限制每次只能提交两个任务，任务完成后释放信号量许可，可以有效地控制任务的提交速率。

启示录

有界线程池的四种饱和策略，只有 AbortPolicy 和 CallerRunPolicy 对任务提交者是友好的，其他几种都会导致任务漏执行，对任务提交方是不利的。

折中的方案是，由调用者控制任务提交速率，自己根据线程池的配置大小，利用信号量控制任务的提交，这样就不会产生任务提交过量的情况了。

Java源码篇：ThreadPoolExecutor 任务饱和策略验证

引言