Java线程的异常处理机制

最新推荐文章于 2024-04-06 23:49:22 发布

原创

最新推荐文章于 2024-04-06 23:49:22 发布 · 1.1k 阅读

2 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#java #jvm #开发语言

本文探讨了Java线程的异常处理机制，包括线程如何处理未捕获异常，异常如何通过线程的默认异常处理器输出到控制台。在线程池场景下，通过ExecutorService的submit方法提交的任务，异常会被保存在Future对象中，不会立即打印，需要通过Future.get方法获取异常信息。此外，文章还分析了线程池中不同提交任务方式的异常处理区别。

前言

启动一个Java程序，本质上是运行某个Java类的main方法。我们写一个死循环程序，跑起来，然后运行 jvisualvm 进行观察

可以看到这个Java进程中，一共有11个线程，其中10个守护线程，1个用户线程。我们main方法中的代码，就跑在一个名为 main 的线程中。当Java进程中跑着的所有线程都是守护线程时，JVM就会退出。

在单线程的场景下，如果代码运行到某个位置时抛出了异常，会看到控制台打印出异常的堆栈信息。

但在多线程的场景下，子线程中发生的异常，不一定就能及时的将异常信息打印出来。

我曾经在工作中遇到过一次，采用 CompletableFuture.runAsync 异步处理耗时任务时，任务处理过程中出现异常，然而日志中没有任何关于异常的信息。

时隔许久，重新温习了线程中的异常处理机制，加深了对线程工作原理的理解，特此记录。

线程的异常处理机制

我们知道，Java程序的运行，是先经由 javac 将Java源代码编译成class字节码文件，然后由JVM加载并解析class文件，随后从主类的main方法开始执行。

当一个线程在运行过程中抛出了 未捕获异常 时，会由JVM调用这个线程对象上的 dispatchUncaughtException 方法，进行异常处理。

// Thread类中
private void dispatchUncaughtException(Throwable e) {
        getUncaughtExceptionHandler().uncaughtException(this, e);
}

源码很好理解，先获取一个 UncaughtExceptionHandler 异常处理器，然后通过调用这个异常处理器的 uncaughtException 方法来对异常进行处理。（下文用缩写 ueh 来表示 UncaughtExceptionHandler ）

ueh 是个啥呢？其实就是定义在 Thread 内部的一个接口，用作异常处理。

@FunctionalInterface
    public interface UncaughtExceptionHandler {
        /**
         * Method invoked when the given thread terminates due to the
         * given uncaught exception.
         * <p>Any exception thrown by this method will be ignored by the
         * Java Virtual Machine.
         * @param t the thread
         * @param e the exception
         */
        void uncaughtException(Thread t, Throwable e);
    }

再来看下 Thread 对象中的 getUncaughtExceptionHandler 方法

public UncaughtExceptionHandler getUncaughtExceptionHandler() {
        return uncaughtExceptionHandler != null ?
            uncaughtExceptionHandler : group;
    }

先查看当前这个 Thread 对象是否有设置自定义的 ueh 对象，若有，则由其对异常进行处理，否则，由当前 Thread 对象所属的线程组（ ThreadGroup ）进行异常处理。我们点开源码，容易发现 ThreadGroup 类本身实现了 Thread.UncaughtExceptionHandler 接口，也就是说 ThreadGroup 本身就是个异常处理器。

public class ThreadGroup implements Thread.UncaughtExceptionHandler {
    private final ThreadGroup parent;
    ....
}

假设我们在 main 方法中抛出一个异常，若没有对 main 线程设置自定义的 ueh 对象，则交由 main 线程所属的 ThreadGroup 来处理异常。我们看下 ThreadGroup 是怎么处理异常的：

public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        if (parent != null) {
            parent.uncaughtException(t, e);
        } else {
            Thread.UncaughtExceptionHandler ueh =
                Thread.getDefaultUncaughtExceptionHandler();
            if (ueh != null) {
                ueh.uncaughtException(t, e);
            } else if (!(e instanceof ThreadDeath)) {
                System.err.print("Exception in thread \""
                                 + t.getName() + "\" ");
                e.printStackTrace(System.err);
            }
        }
    }

这部分源码也比较简短。首先是查看当前 ThreadGroup 是否拥有父级的 T