Java多线程:捕获线程异常

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你处理过多线程中的异常吗?如何捕获多线程中发生的异常?捕获子线程的异常与捕获当前线程的异常一样简单吗?

除了try catch。Java中还可以通过异常处理器UncaughtExceptionHandler来处理那些未捕获的异常。

# 在当前线程捕获当前线程发生的异常:

/** * @author futao * @date 2020/6/17 */@Slf4jpublic class ExceptionInCurThread {    public static void main(String[] args) {        try {            throw new RuntimeException("在主线程抛出异常,在主线程捕获");        } catch (RuntimeException e) {            log.error("捕获到异常", e);        }    }}
  • 结果:

image.png

  • 结论:在当前线程通过try catch可以捕获当前线程抛出的异常。

# 可以在当前通过try catch的方式捕获其他线程抛出的异常吗?'

/** * @author 喜欢天文的pony站长 * Created on 2020/6/16. */public class ExceptionInChildThread implements Runnable {    @Override    public void run() {        throw new RuntimeException("子线程发生了异常...");    }    /**     * 模拟子线程发生异常     *     * @throws InterruptedException     */    private static void exceptionThread() throws InterruptedException {        new Thread(new ExceptionInChildThread()).start();        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L);        new Thread(new ExceptionInChildThread()).start();        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L);        new Thread(new ExceptionInChildThread()).start();        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L);        new Thread(new ExceptionInChildThread()).start();        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L);    }    /**     * 在主线程尝试通过try catch捕获异常     */    private static void catchInMain() {        try {            exceptionThread();        } catch (Exception e) {            //无法捕获发生在其他线程中的异常            log.error("捕获到了异常?", e);        }    }    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        ExceptionInChildThread.catchInMain();    }}
  • (错误的)预期:

  • 在运行第一个线程的时候发生了异常,被catch捕获,打印捕获到了异常?和异常堆栈且后面的线程将不会运行。

  • 实际运行结果:

  • 并不符合预期。

  • 没有被try catch捕获。

  • 后续的线程没有因为第一个线程发生异常而跳过。

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  • 结论:

  • 无法在一个线程中通过try catch捕获另外一个线程的异常。

# 解决方案

  1. 在每个线程内部run()方法内通过try catch捕获当前线程发生的异常。

  2. 缺点:每个线程都需要编写重复的try catch 代码

  3. 使用线程异常处理器UncaughtExceptionHandler

  4. 给所有线程设置统一的异常处理器

  5. 给每个线程设置特定的异常处理器

  6. 给线程组设置异常处理器

  7. 给线程池设置异常处理器

  8. 因为线程池也是通过new Thread()的方式创建的线程,所以思想与上面两种方法一致。

  9. 注意:execute()与submit()方式对 异常处理的不同。

# 在线程内部run()通过try catch捕获异常

/** * @author 喜欢天文的pony站长 * Created on 2020/6/16. */@Slf4jpublic class ExceptionInChildThread implements Runnable {    @Override    public void run() {        try {            //do something else...            throw new RuntimeException("子线程发生了异常...");        } catch (Exception e) {            log.error("在线程内部捕获异常", e);        }    }    /**     * 模拟子线程发生异常     *     * @throws InterruptedException     */    private static void exceptionThread() throws InterruptedException {        new Thread(new ExceptionInChildThread()).start();        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L);        new Thread(new ExceptionInChildThread()).start();        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L);        new Thread(new ExceptionInChildThread()).start();        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L);        new Thread(new ExceptionInChildThread()).start();        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L);    }    /**     * 在主线程尝试通过try catch捕获异常     */    private static void catchInMain() {        try {            exceptionThread();        } catch (Exception e) {            //无法捕获发生在其他线程中的异常            log.error("捕获到了异常?", e);        }    }    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        ExceptionInChildThread.catchInMain();    }}
  • 结果:

  • 成功在子线程内部run()方法捕获到了异常

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# 使用线程异常处理器UncaughtExceptionHandler

当一个线程由于未捕获异常而退出时,JVM会把这个事件报告给应用程序提供的UncaughtExceptionHandler异常处理器

  • 自定义线程异常处理器

    /** * 自定义线程未捕获异常处理器 * * @author futao * @date 2020/6/17 */public class CustomThreadUncaughtExceptionHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler { private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(CustomThreadUncaughtExceptionHandler.class); @Override public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) { LOGGER.error("捕获到线程发生的异常,线程信息:[{}]", JSON.toJSONString(t), e); }}

  • 使用:

1. 全局:
  • Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new CustomThreadUncaughtExceptionHandler());

  • 通过调用Thread的静态方法setDefaultUncaughtExceptionHandler(),设置Thread的静态属性defaultUncaughtExceptionHandler.为我们自定义的异常处理器。

  • 源码:

  • 测试:

    /** * @author 喜欢天文的pony站长 * Created on 2020/6/16. /@Slf4jpublic class ExceptionInChildThread implements Runnable { @Override public void run() { throw new RuntimeException("子线程发生了异常..."); } /* * 模拟子线程发生异常 * * @throws InterruptedException */ private static void exceptionThread() throws InterruptedException { new Thread(new ExceptionInChildThread()).start(); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L); new Thread(new ExceptionInChildThread()).start(); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L); new Thread(new ExceptionInChildThread()).start(); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L); new Thread(new ExceptionInChildThread()).start(); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L); } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //设置全局的线程异常处理器 Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new CustomThreadUncaughtExceptionHandler()); exceptionThread(); }}

  • 结果: 成功捕获

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2. 为指定线程设置特定的异常处理器
  • 细心的同学已经发现了,在上面Thread类的截图中,还有一个实例属性private volatile UncaughtExceptionHandler uncaughtExceptionHandler;。通过给这个属性赋值,可以实现为每个线程对象设置不同的异常处理器。

  • 测试使用

    /** * @author 喜欢天文的pony站长 * Created on 2020/6/16. /@Slf4jpublic class ExceptionInChildThread implements Runnable { @Override public void run() { throw new RuntimeException("子线程发生了异常..."); } /* * 模拟子线程发生异常 * * @throws InterruptedException */ private static void exceptionThread() throws InterruptedException { Thread thread1 = new Thread(new ExceptionInChildThread()); //为指定线程设置特定的异常处理器 thread1.setUncaughtExceptionHandler(new CustomThreadUncaughtExceptionHandler()); thread1.start(); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L); new Thread(new ExceptionInChildThread()).start(); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L); new Thread(new ExceptionInChildThread()).start(); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L); new Thread(new ExceptionInChildThread()).start(); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L); } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { exceptionThread(); }}

  • 结果: 成功捕获线程1的异常信息

3. 线程组
/** * @author futao * @date 2020/6/20 */@Slf4jpublic class ExceptionInThreadGroup implements Runnable {    @Override    public void run() {        throw new RuntimeException("线程任务发生了异常");    }    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("只知道抛出异常的线程组...") {            @Override            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {                super.uncaughtException(t, e);                log.error("线程组内捕获到线程[{},{}]异常", t.getId(), t.getName(), e);            }        };        ExceptionInThreadGroup exceptionInThreadGroup = new ExceptionInThreadGroup();        new Thread(threadGroup, exceptionInThreadGroup, "线程1").start();        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300L);        //优先获取绑定在thread对象上的异常处理器        Thread thread = new Thread(threadGroup, exceptionInThreadGroup, "线程2");        thread.setUncaughtExceptionHandler(new CustomThreadUncaughtExceptionHandler());        thread.start();        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300L);        new Thread(threadGroup, exceptionInThreadGroup, "线程3").start();    }}
  • 结果:
4. 线程池
/** * @author futao * @date 2020/6/17 */public class CatchThreadPoolException {    public static void main(String[] args) {        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(                2,                4,                1L,                TimeUnit.MINUTES,                new LinkedBlockingDeque<>(1024),                new ThreadFactory() {                    @Override                    public Thread newThread(Runnable r) {                        Thread thread = new Thread(r);                        //设置线程异常处理器                        thread.setUncaughtExceptionHandler(new CustomThreadUncaughtExceptionHandler());                        return thread;                    }                }        );        threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {                                       @Override                                       public void run() {                                           throw new RuntimeException("execute()发生异常");                                       }                                   }        );        threadPoolExecutor.submit(new Runnable() {            @Override            public void run() {                throw new RuntimeException("submit.run()发生异常");            }        });        threadPoolExecutor.submit(new Callable<String>() {            @Override            public String call() throws Exception {                throw new RuntimeException("submit.call()发生异常");            }        });      threadPoolExecutor.shutdown();    }}
  • 结果: 并不符合预期,预期应该捕获三个异常

  • 只捕获到了通过execute()提交的任务的异常

  • 没有捕获到通过submit()提交的任务的异常

  • 通过afterExecute()捕获submit()任务的异常

  • 通过submit()方法的源码可以发现,submit()是将runnable()封装成了RunnableFuture,并最终调用execute(ftask);执行。

    /** * @author futao * @date 2020/6/17 /@Slf4jpublic class CatchThreadPoolException { public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException { ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor( 2, 4, 1L, TimeUnit.MINUTES, new LinkedBlockingDeque<>(1024), new ThreadFactory() { @Override public Thread newThread(Runnable r) { Thread thread = new Thread(r); //设置线程异常处理器 thread.setUncaughtExceptionHandler(new CustomThreadUncaughtExceptionHandler()); return thread; } } ) { /* * 捕获{@code FutureTask}抛出的异常 * * @param r * @param t */ @Override protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { super.afterExecute(r, t); if (r instanceof FutureTask) { try { //get()的时候会将异常内的异常抛出 ((FutureTask<?>) r).get(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); Thread.currentThread().interrupt(); } catch (ExecutionException e) { log.error("捕获到线程的异常返回值", e); } } //Throwable t永远为null,拿不到异常信息 //log.error("afterExecute中捕获到异常,", t); } }; threadPoolExecutor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { throw new RuntimeException("execute()发生异常"); } } ); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L); threadPoolExecutor.submit(new Runnable() { @Override public void run() { throw new RuntimeException("submit.run()发生异常"); } }); TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L); threadPoolExecutor.submit(new Callable() { @Override public String call() throws Exception { throw new RuntimeException("submit.call()发生异常"); } }).get(); //get()的时候会将异常抛出 threadPoolExecutor.shutdown(); }}

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