如何优雅关闭线程池并处理未执行任务？

题目

如何优雅关闭线程池并处理未执行任务？

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐

考点

线程池关闭机制,任务中断处理,资源清理,异常处理

快速回答

优雅关闭线程池的关键步骤：

1. 调用shutdown()拒绝新任务并继续执行队列任务
2. 使用awaitTermination()等待任务完成
3. 必要时调用shutdownNow()中断任务
4. 处理未执行任务（记录/重试/补偿）
5. 捕获并处理InterruptedException

任务代码需响应中断检查，实现Runnable或Callable时应在循环中检查Thread.interrupted()。

解析

原理说明

线程池关闭涉及两个核心方法：shutdown()平滑关闭（执行完队列任务）和shutdownNow()立即关闭（返回未执行任务列表并发送中断信号）。任务需响应中断才能正确终止，否则可能导致线程泄漏或资源未释放。

代码示例

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4);

// 提交任务
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    pool.submit(() -> {
        while (!Thread.interrupted()) {
            // 模拟工作（响应中断检查）
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt(); // 重置中断状态
                break;
            }
        }
    });
}

// 优雅关闭流程
try {
    pool.shutdown(); // 步骤1：拒绝新任务

    if (!pool.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) { // 步骤2：等待60秒
        List<Runnable> unfinished = pool.shutdownNow(); // 步骤3：强制中断

        // 步骤4：处理未执行任务
        System.out.println("未完成任务数: " + unfinished.size());
        unfinished.forEach(task -> 
            System.out.println("任务补偿: " + task.toString())
        );

        // 再次等待终止
        if (!pool.awaitTermination(30, TimeUnit.SECONDS)) {
            System.err.println("线程池未完全终止");
        }
    }
} catch (InterruptedException e) { // 步骤5：处理中断异常
    pool.shutdownNow();
    Thread.currentThread().interrupt();
}

最佳实践

• 关闭顺序：先shutdown()再shutdownNow()，避免直接强制关闭
• 超时设置：根据业务场景合理设置awaitTermination超时时间
• 中断处理：任务中需周期性检查Thread.interrupted()，并在捕获InterruptedException后恢复中断状态
• 资源清理：使用try-finally确保任务占用的资源（如数据库连接）被释放

常见错误

• 忽略中断异常：仅捕获InterruptedException而不处理，导致线程无法终止
• 未重置中断状态：捕获中断后未调用Thread.currentThread().interrupt()
• 双重关闭：重复调用shutdownNow()可能抛出NullPointerException
• 未处理未执行任务：导致业务逻辑缺失（如未持久化任务状态）

扩展知识

• 钩子函数：通过Runtime.getRuntime().addShutdownHook()注册JVM关闭时的清理逻辑
• 线程池状态：isShutdown()（关闭中）与isTerminated()（完全终止）的区别
• 定制线程池：使用ThreadPoolExecutor构造函数定制RejectedExecutionHandler处理关闭时的任务提交
• Spring场景：在Spring Boot中可通过@PreDestroy注解实现Bean销毁时的线程池关闭