面试题：Java线程池异常丢失场景优化及实践

可能导致异常丢失的复杂场景分析

线程池动态调整：
- 场景：当线程池根据系统负载动态调整线程数量时，比如使用ThreadPoolExecutor的setCorePoolSize、setMaximumPoolSize等方法。在调整过程中，如果新线程创建或旧线程销毁时任务正在执行，异常可能丢失。例如，旧线程在执行任务抛出异常时，刚好线程池将其销毁，没有合适的机制捕获这个异常。
- 原因：线程池的动态操作干扰了正常的异常处理流程，没有预留处理异常的通道。
任务依赖：
- 场景：在一些复杂业务场景中，任务之间存在依赖关系，例如任务A的执行结果是任务B的输入。如果任务A执行时抛出异常，而开发人员没有正确处理这种依赖关系，直接启动任务B，那么任务A的异常就可能丢失。同时，在链式调用任务时，若没有层层传递异常，最终异常也难以被察觉。
- 原因：开发人员对任务依赖关系处理不当，没有建立有效的异常传递机制。
异步任务执行：
- 场景：使用CompletableFuture等异步执行任务时，若没有正确设置异常处理逻辑，当任务在后台线程执行抛出异常时，主线程可能无法及时获取到异常信息。例如，CompletableFuture执行完任务后，没有调用join或get方法获取结果（这两个方法会抛出异常），也没有使用exceptionally等方法处理异常。
- 原因：异步执行的特性使得异常处理与主线程执行流程分离，开发人员容易忽略异常处理。

解决方案

异常捕获与传递：

任务内部：在任务的run或call方法中，使用try - catch块捕获异常。例如，对于实现Callable接口的任务：

public class MyCallable implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        try {
            // 业务逻辑
            return 1;
        } catch (Exception e) {
            // 可以将异常封装后抛出，或者记录日志
            throw new RuntimeException("任务执行异常", e);
        }
    }
}

任务依赖处理：在有任务依赖关系时，确保异常能够正确传递。例如，使用CompletableFuture时：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 任务A
    if (true) {
        throw new RuntimeException("任务A异常");
    }
    return "任务A结果";
}).thenApplyAsync(result -> {
    // 任务B依赖任务A的结果
    return "任务B处理：" + result;
}).exceptionally(ex -> {
    // 捕获任务A和任务B执行过程中的异常
    System.out.println("捕获到异常：" + ex.getMessage());
    return null;
});

自定义线程池异常处理：

实现Thread.UncaughtExceptionHandler：

public class MyUncaughtExceptionHandler implements Thread.UncaughtExceptionHandler {
    @Override
    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        System.out.println("线程 " + t.getName() + " 抛出异常：" + e.getMessage());
        // 可以在这里进行日志记录等操作
    }
}

设置到线程池：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    2,
    4,
    10L,
    TimeUnit.SECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<>());
executor.setThreadFactory(r -> {
    Thread thread = new Thread(r);
    thread.setUncaughtExceptionHandler(new MyUncaughtExceptionHandler());
    return thread;
});

监控与预防：
- 监控：
  - 使用JMX（Java Management Extensions）：通过JMX可以监控线程池的运行状态，如活跃线程数、任务队列大小等。同时，可以自定义MBean来监控任务执行异常次数。例如，创建一个ThreadPoolMonitor类实现MXBean接口，在其中统计异常次数，并注册到MBeanServer。
  - 日志监控：配置强大的日志系统，如Log4j或SLF4J，将所有任务执行异常记录到日志中。使用ELK（Elasticsearch、Logstash、Kibana）等工具对日志进行收集、分析和可视化，方便及时发现异常。
- 预防：
  - 编写单元测试：针对任务逻辑和线程池相关操作编写全面的单元测试，模拟各种异常场景，确保异常能够被正确处理。例如，使用JUnit测试任务的异常处理逻辑：
```
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;

public class MyCallableTest {
    @Test
    public void testCallableException() {
        assertThrows(RuntimeException.class, () -> {
            MyCallable callable = new MyCallable();
            callable.call();
        });
    }
}
```
  - 代码审查：定期进行代码审查，重点检查任务执行逻辑、线程池操作以及异常处理部分的代码，确保开发人员遵循正确的异常处理规范。

面试题：Java线程池异常丢失场景优化及实践

知识考点

面试题答案

可能导致异常丢失的复杂场景分析

解决方案