Java子线程任务异常和主线程事务回滚问题的解决方法

一、提出问题

主线程向线程池提交了一个任务，如果执行这个任务过程中发生了异常，如何让主线程捕获到该异常并且进行事务的回滚。

二、主线程与子线程

先来看看基础，下图体现了两种线程的运行方式，

• 左侧的图，体现了主线程启动一个子线程之后，二者互不干扰独立运行，生死有命，从此你我是路人！

• 右侧的图，体现了主线程启动一个子线程之后继续执行主线程程序逻辑，在某一节点通过阻塞的方式来获取子线程的执行结果。

对于上文中提出的问题，一定是第二种才能解决主线程能够捕获子线程执行过程中发生的异常。这里就不得不提一个面试题，实现线程的两个接口Callable与Runnable之间的区别：

public interface Callable {
    V call() throws Exception;}

public interface Runnable {
    public abstract void run();}

可以看到call方法带返回值，run方法没有返回值。另外call方法可以抛出异常，run方法不可以。很明显，我们为了要捕获或得知子线程的运行结果，或者运行异常，都应该通过Callable接口来实现。

这里我们写一个ExpSubThread类(子线程异常模拟类)，实现Callable接口，不做过多的动作，直接抛出一个空指针异常。

public class ExpSubThread implements Callable {
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        throw new NullPointerException();
    }}

三、线程池

在面临线程任务时，通常我们会预先建立一个线程池，线程池是预先规划好的n个线程资源的集合。它的好处在于：

• 执行任务时，不是新建一个线程，而是使用线程池内已有的线程资源。任务执行完成也不是销毁线程，而是将线程资源归还线程池。所以在一定程度上，节省了线程创建和销毁所消耗的资源，达到线程资源重复利用的目的。

• 因为线程池创建的大小是有上限的，所以线程池还有另外的一个作用就是避免线程无限制的被创建，避免应用资源无限制的被占用导致的系统宕掉的问题。

常用的线程池有两种，一种是JDK自带的，一种是Spring线程池，在Spring环境下后者常常被使用，二者大同小异。这里我们使用Spring API来构建一个线程池。

public ThreadPoolTaskExecutor getThreadPool(){
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setMaxPoolSize(100);  //线程池最大线程数
        executor.setCorePoolSize(50);//线程池核心线程数
        executor.setQueueCapacity(50);//任务队列的大小
        executor.setThreadNamePrefix("test_"); //线程前缀名
        executor.initialize(); //线程初始化
        return executor;}

四、异常的捕获

下面是我写的一个测试用例，在这里它代表了主线程的程序执行流程

@Testvoid subThreadExceptionTest() {
        try{
            //新建子线程对象
            ExpSubThread expSubThread = new ExpSubThread();
            //构建线程池
            ThreadPoolTaskExecutor executor = getThreadPool();
            //提交子线程任务，submit方法
            Future future = executor.submit(expSubThread);
            //在这里可以做主线程的业务其他流程操作
            //阻塞等待子线程的执行结果
            Object obj = future.get();  
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
            //事务回滚
        }}

这里需要注意的是使用submit方法提交子线程任务到线程池内执行。ThreadPoolTaskExecutor有两种执行线程任务的方法，一种是execute方法，一种是submit方法。

• execute方法没有返回值，所以无法判断任务是否成功完成，对应的线程类实现Runnable接口。

• submit方法有返回值，返回一个Future，对应的线程类实现Callable接口。

Future.get()方法达到了阻塞主线程的目的，从而可以判断子线程任务的执行结果，并且get方法可以抛出异常。

    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

下面这张图是上面的测试用例程序程序e.printStackTrace();的效果，从图中可以看到两个Exception异常，一个是我们在子线程任务中以模拟的方式主动抛出的空指针异常，另一个由于空指针引发的get方法抛出的ExecutionException。

五、事务的回滚

上文中大家已经看到我们通过

• 线程类实现Callable接口，达到了获取线程返回值，或者异常抛出的目的。

• submit可以提交线程任务到线程池，并且可以获得子线程执行结果的返回值Future。

• Future的get()方法可以获取子线程执行信息，包括异常的抛出。

那么既然我们已经可以在主线程内感知或catch子线程的异常信息了，下一步主线程的事务回滚是不是就太简单了？

• jdbc 就conn.rollback()实现事务的回滚

• spring环境下使用@Transactional注解就可以了。