面试题：Java线程池关闭过程中如何优雅地处理资源释放与任务完整性

设计方案

自定义任务类：
- 创建一个实现Runnable接口的自定义任务类，例如ResourceTask。在这个类中封装数据库连接、文件句柄等资源的操作。
- 在ResourceTask类中添加获取和释放资源的方法，例如：

public class ResourceTask implements Runnable {
    private Connection connection;
    private FileHandle fileHandle;

    public ResourceTask(Connection connection, FileHandle fileHandle) {
        this.connection = connection;
        this.fileHandle = fileHandle;
    }

    @Override
    public void run() {
        // 执行数据库和文件操作
        try {
            // 数据库操作
            Statement statement = connection.createStatement();
            ResultSet resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM some_table");
            // 文件操作
            fileHandle.write("Some data");
        } catch (SQLException | IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void releaseResources() {
        if (connection != null) {
            try {
                connection.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (fileHandle != null) {
            try {
                fileHandle.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

线程池关闭逻辑：
- 获取线程池对象，例如ThreadPoolExecutor executor。
- 调用executor.shutdown()方法，启动有序关闭，此时线程池不再接受新任务，但会继续执行已提交的任务。
- 使用while循环结合executor.awaitTermination方法等待所有任务执行完成：

executor.shutdown();
try {
    if (!executor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
        executor.shutdownNow();
        if (!executor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
            System.err.println("Pool did not terminate");
        }
    }
} catch (InterruptedException ie) {
    executor.shutdownNow();
    Thread.currentThread().interrupt();
}

在任务执行完成后（即awaitTermination返回true），遍历线程池中的任务队列，对每个ResourceTask调用releaseResources方法释放资源：

List<Runnable> tasks = executor.getQueue();
for (Runnable task : tasks) {
    if (task instanceof ResourceTask) {
        ((ResourceTask) task).releaseResources();
    }
}

不同线程池状态转换下可能面临的问题及解决方案

RUNNING状态：
- 问题：在RUNNING状态下调用shutdown或shutdownNow方法时，可能会有新任务不断提交进来，导致任务队列持续增长。
- 解决方案：在调用shutdown或shutdownNow之前，通过外部控制逻辑停止新任务的提交，例如设置一个标志位，在任务提交处检查该标志位。
SHUTDOWN状态：
- 问题：可能存在任务执行时间过长，导致awaitTermination超时，无法正常关闭线程池。
- 解决方案：可以在任务设计时，合理设置任务执行的超时时间。如果任务执行时间过长，可以通过Future类的cancel方法尝试取消任务。另外，适当延长awaitTermination的等待时间，同时监控任务执行情况，避免长时间等待。
STOP状态：
- 问题：调用shutdownNow进入STOP状态时，正在执行的任务可能被中断，导致资源没有正确释放。
- 解决方案：在任务的run方法中，使用try - catch块捕获InterruptedException，在捕获到异常时，正确释放资源。例如在ResourceTask的run方法中：

@Override
public void run() {
    try {
        // 执行数据库和文件操作
        Statement statement = connection.createStatement();
        ResultSet resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM some_table");
        fileHandle.write("Some data");
    } catch (SQLException | IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (InterruptedException e) {
        releaseResources();
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
}

TERMINATED状态：
- 问题：一般情况下，进入TERMINATED状态表示所有任务已执行完成，但可能存在资源未释放的情况（如前面提到的任务执行超时等导致资源未释放）。
- 解决方案：在进入TERMINATED状态后，再次检查并释放资源，如上述遍历任务队列释放资源的操作。同时，在应用层面添加资源监控机制，定期检查是否有未释放的资源。

面试题：Java线程池关闭过程中如何优雅地处理资源释放与任务完整性

知识考点

面试题答案

设计方案

不同线程池状态转换下可能面临的问题及解决方案