spring线程池获取线程运行结果（Spring正确关闭线程池姿势）

前言

前几天看到一篇文章，关于线程池关闭的知识点，有点收获；给大家分享一下

线程池正确关闭方式

我们直接用个案例，公布方法

上面就是常规的线程池的使用

为简化讨论的复杂性，本文的线程池均是指JDK中的java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor

关闭线程池的关键是 shutdown awaitTermination或者 ShutdownNow awaitTermination

我们经常会忘掉awaitTermination方法的设置，我们继续往下看

任务状态

一个任务会有如下几个状态：

1. 未提交，此时可以将任务提交到线程池
2. 已提交未执行，此时任务已在线程池的队列中，等待着执行
3. 执行中，此时任务正在执行
4. 执行完毕

那么，执行shutdown方法或shutdownNow方法之后，将会影响任务的状态

shutdown

拒绝新任务提交

待执行的任务不会取消

正在执行的任务也不会取消，将继续执行

shutdownNow

拒绝新任务提交

取消待执行的任务

尝试取消执行中的任务(仅仅是做尝试，成功与否取决于是否响应InterruptedException，以及对其做出的反应）

这两个方法都不会等待任务执行完毕，如果需要等待，请使用awaitTermination。该方法带有超时参数：如果超时后任务仍然未执行完毕，也不再等待。毕竟应用总归要停机重启，而不可能无限等待下去，因此超时机制是提供给用户的最后一道底线

综上，shutdown(Now) awaitTermination 确实是实现线程池优雅关闭的关键

应用中如何正确关闭线程池

这一节内容其实才是本文要介绍的重心。上一小节内容我们知道了如何优雅关闭线程池，但那是一般意义上方法论指导，如果将线程池运用于我们的应用中，譬如Spring Boot环境中，复杂度将会变得不一样

本一节，将会介绍线程池在Spring (Boot)环境中优雅关闭遇到的一个问题跟挑战，以及解决方案

场景1

我们来假设一个场景，有了场景的铺垫，对问题的理解会简单一些

1. 自定义线程池，用于异步任务的执行。此处为演示方便使用Executors.newFixedThreadPool(1)生成了只有一个线程的线程池
2. 高并发请求/incr接口，每次请求该接口，都会往线程池中添加一个任务，任务异步执行的过程中依赖Redis

此时，要求停机发布新版本，按照Java System#exit 无法退出程序的问题探索文章，我们知道了优雅停机的一般步骤：

1、切断上游流量入口，确保不再有流量进入到当前节点

2、向应用发送kill 命令，在设定的时间内待应用正常关闭，若超时后应用仍然存活，则使用kill -9命令强制关闭

3、当JVM接收到kill命令，会唤起应用中所有的Shutdown Hooks，等待Shutdown Hooks执行完毕便可以正常关机；与此同时，应用会接着处理在途请求，以确保不会向客户端抛出连接中断异常，实现无感知发布

一切看起来很美好，然而…

当JVM收到kill指令后，便会唤醒所有的Shutdown Hook，而其中有一个Shutdown Hook是Spring应用在启动之初注册的，它的作用是对Spring管理的Bean进行回收，并销毁IOC容器

那么问题就产生了：以我们的场景为例，线程池里的任务与Spring Shutdhwon Hook正在并发地执行着，一旦任务执行期依赖的资源先行被释放，那任务执行时必然会报错

在我们的场景中，就很有可能因为Redis连接被回收，从而导致redisTemplate.opsForValue().increment("demo", 1L);抛出异常，执行失败

如图示：

Jedis连接池先行被回收

下一刻，线程池里的任务尝试获取Jedis连接，失败并抛出异常

场景2

除了上述场景外，还有一个场景或许大家也经常会碰到：本地启动一个定时任务，按一定频率将数据从DB加载到Cache中

例如:

1、每100ms向线程池里扔一个任务

2、任务是：从DB中取出数据，放入缓存(例如Local Cache，Redis)

在Spring Shutdown Hook执行期间，新的任务仍然会产生，又或者旧的任务未执行完毕，一旦尝试获取DB资源，就可能由于资源被回收而获取失败，抛出异常

此时的系统关闭已经不优雅—任务执行有异常，这种异常可能对业务有损，我们应尽量避免类似问题的产生，而不是抱着"算了吧，反正产生这个问题的概率很低"，或者"算了吧，反正异常对我目前业务影响也不大"的态度，这是技术人的基本修养，也是对自我提高的要求—目前业务影响不大，允许不优先解决，但是期望掌握一种解决方案，将来有一天如果碰到了对业务损伤比较大的场景。

解决方案

这个问题产生的根因，是Spring Shutdown Hook与线程池里的任务并发执行，有可能使任务依赖的资源被提前回收导致的。那么一个很直白的思路即是：在切断流量之后，能否让线程池先关闭，再执行Spring 的Shutdown Hook，避免依赖资源被提前回收？

顺着这个思路，有三个问题需要解决：

1、线程池如何关闭

2、线程池如何感知Spring Shutdown Hook将要被执行

3、如何让线程池先于Spring Shutdown Hook关闭

对于第一个问题，本文的上一个小节线程池正确关闭的姿势已经给出了解决方案：即shutdown(Now) awaitTermination

对于第二个问题，Spring Shutdown Hook被触发的时候，会主动发出一些事件，我们只要监听这些的事件，就能够做出相应的反应

对于第三个问题，我们只要在这些事件的监听器中先行将线程池关闭，再让程序走接下来的关闭流程即可

看一下Spring源码

从上图中可以看出，只要在destroyBeans之前关闭线程池即可，因此，有两种解决方案：

• 监听Spring的ContextClosedEvent事件，在事件被触发时关闭线程池
• 实现Lifecycle接口，并在其stop方法中关闭线程池

此处以监听ContextClosedEvent为例：

此处大家或许能看出一些小问题：需要自行管理线程池。在Spring环境中，我们其实有更多的选择：使用Spring提供的org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor，并将实例交给Spring管理

代码如下：

注: ThreadPoolTaskExecutor的waitForTasksToCompleteOnShutdown awaitTerminationSeconds等于ThreadPoolExecutor的shutdown awaitTermination，且在定义线程池时就将优雅关闭行为一同定义完毕，实现了高内聚的目的

在Spring中使用ThreadPoolTaskExecutor，更便捷：

不用再自行管理线程池，获取的时候也很方便，直接注入即可

在需要关闭的时候，直接调用destroy方法即可实现优雅关闭

这样，Spring就会等到线程池关闭(超时)后，才会接着往下执行Bean的销毁、资源回收、应用上下文关闭的逻辑，确保被依赖资源不会被提前回收掉

总结

本篇以两种实际场景为例，抛出了一个很切合实际项目的问题：在Spring应用中如何正确地关闭线程池。文中指出，如果非正常关闭将可能会产生异常的问题，同时也分析了问题产生的原因并给出了相应的解决方案。

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