多线程的异常处理机制

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多线程的异常处理

在线程中如果出现异常想要额外进行一些操作的话，可以使用线程的异常处理机制，UncaughtExceptionHandler，这是线程的一个子接口，当一个未捕获的异常导致线程中断的时候JVM会使用thread.getUncaughtExceptionHandler()来查询线程的uncaughtExceptionHandler并将线程和异常作为参数传递给uncaughtException方法

@FunctionalInterface
public interface UncaughtExceptionHandler {
  // 该方法是由jvm通过调用thread的dispatchUncaughtException方法来执行的
  void uncaughtException(Thread t, Throwable e);
}

如果当前线程没有显示的调用thread.setUncaughtExceptionHandler()方法设置处理器时，会默认使用该线程的线程组的uncaughtException()方法，线程组是实现了UncaughtExceptionHandler接口的，线程组是在线程实例化时就进行指定的

public class ThreadGroup implements Thread.UncaughtExceptionHandler

自定义Handler

如何自定义handler并进行使用呢，那当然是要实现UncaughtExceptionHandler接口了，重写uncaughtException()方法即可

class MyExceptionHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler{

    @Override
    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        System.out.println(t.getName()+"抛出异常"+e.getMessage());
        e.printStackTrace();
    }
}

在实例化线程的时候进行指定handler即可

thread.setUncaughtExceptionHandler(new MyExceptionHandler());

代码示例

public class TestExceptionHandler {
    public static void main(String[] args) {
        TestExceptionHandler test = new TestExceptionHandler();
        Thread thread = new Thread(test.new MyThread());
        thread.setUncaughtExceptionHandler(new MyExceptionHandler());
        thread.start();

    }

    class MyThread implements Runnable{

        @Override
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            int i = 1/0;
        }
    }

}



class MyExceptionHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler{

    @Override
    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        System.out.println(t.getName()+"抛出异常"+e.getMessage());
        e.printStackTrace();
    }
}

例子不是一个好例子，但是主要就是展示一下如何使用，场景自己把握

线程池中处理异常

在项目中很少自己去继承Thread来启动线程，更多的是使用线程池，而在线程池中UncaughtExceptionHandler是否生效呢？

在测试时发现，再调用executorService.execute方法的时候uncaughtException方法生效了，而在调用executorService.submit方法的时候，uncaughtException方法没有生效，这个是不是很奇怪

submit方法为什么获取不到异常

其实这是因为线程池中submit方法会将任务使用FutureTask进行包装，然后再将FutureTask对象传递给execute来进行执行

public Future<?> submit(Runnable task) {
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
    execute(ftask);
    return ftask;
}

而FutureTask在执行的时候，已经进行了try…catch处理

try {
    result = c.call();
    ran = true;
} catch (Throwable ex) {
    result = null;
    ran = false;
    setException(ex);
}

// setException方法将异常信息存储在outcome变量中了，而且将state状态修改为了EXCEPTIONAL
protected void setException(Throwable t) {
  if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
    outcome = t;
    UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, EXCEPTIONAL); // final state
    finishCompletion();
  }
}

在使用FutureTask的get操作来获取结果时

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    int s = state;
    if (s <= COMPLETING)
        s = awaitDone(false, 0L);
    return report(s);
}
// 因为出现异常，此时s为EXCEPTIONAL，此时会将outcome中的值，也就是异常信息抛出来throw new ExecutionException((Throwable)x);
private V report(int s) throws ExecutionException {
  Object x = outcome;
  if (s == NORMAL)
    return (V)x;
  if (s >= CANCELLED)
    throw new CancellationException();
  throw new ExecutionException((Throwable)x);
}

处理异常

可以有两种方式来处理异常

• 方式一：在执行任务的Runnable的run方法中添加try…catch来手动捕获异常

• 方式二：继承ThreadPoolExecutor来重写afterExecute方法，处理异常

  class MyThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor {
  
      public MyThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
          this(corePoolSize,corePoolSize,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
      }
      public MyThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
          super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);
      }
  
      @Override
      protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
          super.afterExecute(r,t);
          if (t == null && r instanceof Future<?>) {
              try {
                  Object result = ((Future<?>) r).get();
              } catch (CancellationException ce) {
                  t = ce;
              } catch (ExecutionException ee) { // 根据上述分析可知，FutureTask抛出来的异常是ExecutionException，所以捕获该异常，就可以获取到任务中所抛出来的异常
                  t = ee.getCause();
              } catch (InterruptedException ie) {
                  Thread.currentThread().interrupt(); // ignore/reset
              }
          }
        // 此时如果t不为null，说明在进行get操作时有异常出现
          if(t != null){
              System.out.println("afterExecute获取异常"+t.getMessage());
          }
      }
  }
  

这个afterExecute是在线程池执行任务的过程中调用的

Throwable thrown = null;
try {
  // 执行任务
    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);
}

参考文献

• 多线程的异常处理