捕获Java线程池执行任务抛出的异常

Java中线程执行的任务接口java.lang.Runnable 要求不抛出Checked异常，

public interface Runnable {

public abstract void run();
}
那么如果 run() 方法中抛出了RuntimeException，将会怎么处理了？

通常java.lang.Thread对象运行设置一个默认的异常处理方法：

java.lang.Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler)
而这个默认的静态全局的异常捕获方法时输出堆栈。

当然，我们可以覆盖此默认实现，只需要一个自定义的java.lang.Thread.UncaughtExceptionHandler接口实现即可。

public interface UncaughtExceptionHandler {

void uncaughtException(Thread t, Throwable e);
}
而在线程池中却比较特殊。默认情况下，线程池 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 会Catch住所有异常， 当任务执行完成(java.util.concurrent.ExecutorService.submit(Callable))获取其结果 时(java.util.concurrent.Future.get())会抛出此RuntimeException。

/**
* Waits if necessary for the computation to complete, and then
* retrieves its result.
*
* @return the computed result
* @throws CancellationException if the computation was cancelled
* @throws ExecutionException if the computation threw an exception
* @throws InterruptedException if the current thread was interrupted while waiting
*/
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
其中 ExecutionException 异常即是java.lang.Runnable 或者 java.util.concurrent.Callable 抛出的异常。

也就是说，线程池在执行任务时捕获了所有异常，并将此异常加入结果中。这样一来线程池中的所有线程都将无法捕获到抛出的异常。 从而无法通过设置线程的默认捕获方法拦截的错误异常。

也不同通过自定义线程来完成异常的拦截。

好在java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 预留了一个方法，运行在任务执行完毕进行扩展（当然也预留一个protected方法beforeExecute(Thread t, Runnable r)）：

protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { }

此方法的默认实现为空，这样我们就可以通过继承或者覆盖ThreadPoolExecutor 来达到自定义的错误处理。

解决办法如下：

ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(11, 100, 1, TimeUnit.MINUTES, //
new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10000),//
new DefaultThreadFactory()) {

protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) {
super.afterExecute(r, t);
printException(r, t);
}
};

private static void printException(Runnable r, Throwable t) {
if (t == null && r instanceof Future<?>) {
try {
Future<?> future = (Future<?>) r;
if (future.isDone())
future.get();
} catch (CancellationException ce) {
t = ce;
} catch (ExecutionException ee) {
t = ee.getCause();
} catch (InterruptedException ie) {
Thread.currentThread().interrupt(); // ignore/reset
}
}
if (t != null)
log.error(t.getMessage(), t);
}
此办法的关键在于，事实上 afterExecute 并不会总是抛出异常 Throwable t，通过查看源码得知，异常是封装在此时的Future对象中的， 而此Future对象其实是一个java.util.concurrent.FutureTask的实现，默认的run方法其实调用的 java.util.concurrent.FutureTask.Sync.innerRun()。

void innerRun() {
if (!compareAndSetState(0, RUNNING))
return;
try {
runner = Thread.currentThread();
if (getState() == RUNNING) // recheck after setting thread
innerSet(callable.call());
else
releaseShared(0); // cancel
} catch (Throwable ex) {
innerSetException(ex);
}
}

void innerSetException(Throwable t) {
for (;;) {
int s = getState();
if (s == RAN)
return;
if (s == CANCELLED) {
// aggressively release to set runner to null,
// in case we are racing with a cancel request
// that will try to interrupt runner
releaseShared(0);
return;
}
if (compareAndSetState(s, RAN)) {
exception = t;
result = null;
releaseShared(0);
done();
return;
}
}
}
这里我们可以看到它吃掉了异常，将异常存储在java.util.concurrent.FutureTask.Sync的exception字段中：

/** The exception to throw from get() */
private Throwable exception;
当我们获取异步执行的结果时， java.util.concurrent.FutureTask.get()

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
return sync.innerGet();
}
java.util.concurrent.FutureTask.Sync.innerGet()

V innerGet() throws InterruptedException, ExecutionException {
acquireSharedInterruptibly(0);
if (getState() == CANCELLED)
throw new CancellationException();
if (exception != null)
throw new ExecutionException(exception);
return result;
}
异常就会被包装成ExecutionException异常抛出。

也就是说当我们想线程池 ThreadPoolExecutor(java.util.concurrent.ExecutorService)提交任务时， 如果不理会任务结果（Feture.get()），那么此异常将被线程池吃掉。

<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
Future<?> submit(Runnable task);
而java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor是继承ThreadPoolExecutor的，因此情况类似。

结论，通过覆盖ThreadPoolExecutor.afterExecute 方法，我们才能捕获到任务的异常（RuntimeException）。

原文地址：http://imxylz.com/blog/2013/08/02/handling-the-uncaught-exception-of-java-thread-pool/