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线程池使用不当导致线程死锁

news 来源：原创 2025/5/20 9:31:00

线程池使用不当导致线程死锁

- 问题代码
- 问题分析

问题代码

在项目开发中，为了支持并发场景，减少资源开销，通常会使用公共线程池，即预先创建一个线程池，需要并发时都将任务提交该线程池中。类似如下代码

public class ThreadPoolDeadLock {// 模拟公共线程池private final static ExecutorService EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(2);private static void start() {// 向线程池提交任务EXECUTOR.submit(xxx)}public static void main(String[] args) {start();}
}

这里我们预设线程数为2，当前也可以是其他的值，但是可能要相对调整下面的数据复杂度。

但是假设遇到如下问题：计算多个二叉树的最大值。当前这个问题并不需要多线程处理，但是针对我们的场景假设处理一个二叉树节点是耗时操作（实际比如二叉树存储的是大文件的路径，处理操作是读取大文件等等）。简单起见，我们只构建出2个2层的二叉树，如下图所示

public class ThreadPoolDeadLock {// 模拟公共线程池private final static ExecutorService EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(2);@AllArgsConstructor@Getter@Setterprivate static class TreeNode {private int val;private TreeNode left;private TreeNode right;}private static void start() {// 构建二叉树，放在trees中TreeNode tree1Left = new TreeNode(4, null, null);TreeNode tree1Right = new TreeNode(6, null, null);TreeNode tree1 = new TreeNode(2, tree1Left, tree1Right);TreeNode tree2Left = new TreeNode(5, null, null);TreeNode tree2Right = new TreeNode(7, null, null);TreeNode tree2 = new TreeNode(3, tree2Left, tree2Right);List<TreeNode> trees = new ArrayList<>();trees.add(tree1);trees.add(tree2);// 向线程池提交任务，处理二叉树EXECUTOR.submit(xxx)}public static void main(String[] args) {start();}
}

然后我们思考处理逻辑，我们可以深度优先搜索遍历这个二叉树，然后返回叶子节点与根节点的最大值，

public class ThreadPoolDeadLock {// 模拟公共线程池private final static ExecutorService EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(2);@AllArgsConstructor@Getter@Setterprivate static class TreeNode {private int val;private TreeNode left;private TreeNode right;}private static void start() {// 构建二叉树，放在trees中TreeNode tree1Left = new TreeNode(4, null, null);TreeNode tree1Right = new TreeNode(6, null, null);TreeNode tree1 = new TreeNode(2, tree1Left, tree1Right);TreeNode tree2Left = new TreeNode(5, null, null);TreeNode tree2Right = new TreeNode(7, null, null);TreeNode tree2 = new TreeNode(3, tree2Left, tree2Right);List<TreeNode> trees = new ArrayList<>();trees.add(tree1);trees.add(tree2);// 向线程池提交任务，并发处理多个二叉树List<Future<Integer>> futures = new ArrayList<>();for (TreeNode tree : trees) {Future<Integer> future = EXECUTOR.submit(() -> processTree(tree, EXECUTOR));futures.add(future);}// 等待每个二叉树的最大值，然后比较获取最大值int max = 0;for (Future<Integer> future : futures) {try {int current = future.get();max = Math.max(max, current);} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {throw new RuntimeException(e);}}System.out.println("max num is " + max);}// 深度优先搜索遍历二叉树private static int processTree(TreeNode root, ExecutorService executor) {if (root == null) {return 0;}int left = processTree(root.left, executor);int right = processTree(root.right, executor);Future<Integer> future = executor.submit(() -> processTreeNode(root));try {int current = future.get();return Math.max(Math.max(current, left), right);} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {throw new RuntimeException(e);}}// 处理二叉树的节点private static int processTreeNode(TreeNode node) {// 构造因为复杂操作导致阻塞一段时间场景System.out.println("current is " + node.val);try {TimeUnit.SECONDS.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}return node.val;}public static void main(String[] args) {start();}
}

此时我们满怀信心提交程序后，期望会逐个打印"current is xxx"，但是实际上程序没有任何打印，像是“卡住”一样。

问题分析

实际上述代码已经发生了“死锁”，此处我们使用的线程池是newFixedThreadPool，它的最大线程数为2，在start()方法中我们一次性提交了 List<TreeNode>到线程池中，已经占满了它的线程池，后续我们又把每个tree的子节点提交到线程池中处理，此时会加入到线程池的等待队列中，而且必须要等到子节点处理完成后才返回（对应processTree()方法中的future.get()，Line 56）。这时候已经提交到线程池的线程要等待队列中的任务运行，而队列中的任务又需要线程池中线程运行完成，释放后才能执行，最终导致线程池死锁。

线程池使用不当导致线程死锁

问题代码

问题分析

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