面试题：Java项目里Executors创建特定线程池的风险剖析

Question

以Executors.newFixedThreadPool和Executors.newSingleThreadExecutor为例，详细说明它们在资源耗尽、任务堆积等场景下会产生怎样的具体问题，以及这些问题对系统稳定性的影响。

Answer 1

Executors.newFixedThreadPool

1. 资源耗尽场景：
   • 问题：当任务需要的资源（如内存、文件句柄等）超出系统可用资源时，若线程池中的线程持续执行这些高资源消耗任务，系统资源会逐渐耗尽。由于newFixedThreadPool线程数量固定，即使部分任务因资源不足执行失败，线程也不会减少，其他任务仍会持续尝试获取资源，进一步加剧资源紧张。例如，若任务需要大量内存进行数据处理，而系统内存有限，随着任务不断执行，内存被耗尽，后续任务会因无法分配内存而失败。
   • 对系统稳定性影响：系统可能会出现卡顿、响应缓慢甚至崩溃的情况。因为资源耗尽后，不仅与线程池相关的任务无法正常执行，整个系统中依赖这些资源的其他进程或服务也会受到影响，导致系统整体稳定性严重下降。
2. 任务堆积场景：
   • 问题：如果任务提交速度大于线程池处理速度，由于newFixedThreadPool线程数量固定，任务会在任务队列中不断堆积。当任务队列达到其容量上限（如果是有界队列），后续提交的任务可能会根据拒绝策略处理（如抛异常、丢弃任务等）。即使是无界队列，随着任务不断堆积，也会占用大量内存，导致内存资源紧张。
   • 对系统稳定性影响：任务堆积会使任务响应时间变长，用户体验变差。同时，内存占用过高可能导致系统出现内存溢出错误，影响系统的稳定运行，严重时可能使整个应用程序崩溃。

Executors.newSingleThreadExecutor

1. 资源耗尽场景：
   • 问题：与newFixedThreadPool类似，当任务需要大量资源时，单线程持续执行任务，资源会逐渐被耗尽。但由于只有一个线程，资源耗尽的速度相对可能会慢一些。不过，一旦资源耗尽，任务执行失败后，由于只有一个线程，后续任务也无法继续正常获取资源执行。例如，若任务需要频繁读写大文件，占用大量文件句柄资源，当文件句柄资源耗尽后，后续的文件读写任务就会失败。
   • 对系统稳定性影响：虽然只有一个线程，但资源耗尽仍会导致依赖该资源的任务无法执行，影响系统的部分功能，降低系统稳定性。如果该线程执行的任务是关键业务逻辑，可能会导致整个业务流程中断，影响系统的正常运行。
2. 任务堆积场景：
   • 问题：由于只有一个线程处理任务，任务提交速度很容易大于处理速度，任务会在任务队列中大量堆积。与newFixedThreadPool一样，有界队列达到上限后按拒绝策略处理任务，无界队列则会持续占用内存。而且单线程处理任务，堆积速度会更快，因为处理能力有限。
   • 对系统稳定性影响：任务响应时间会极长，几乎所有任务都处于等待执行状态，用户等待时间过长，严重影响用户体验。大量任务堆积占用内存可能导致内存相关问题，如内存溢出，进而影响系统整体稳定性，甚至导致应用程序崩溃。