スレッドをタイムアウトする方法

一定時間スレッドを実行したい。その時間内に完了しない場合は、強制終了するか、例外をスローするか、何らかの方法で処理します。どうすればできますか？

このスレッドから理解した方法の1つ は、スレッドのrun（）メソッド内でTimerTaskを使用することです。

これに対するより良い解決策はありますか？

 
編集：私はより明確な答えが必要だったので、賞金を追加します。以下に示すExecutorServiceコードは私の問題に対応していません。実行後にsleep（）を実行する必要があるのはなぜですか（一部のコード-このコードの一部を処理できません）？コードが完了し、sleep（）が中断された場合、それはどのようにタイムアウトになりますか？

実行する必要があるタスクは私の制御下にありません。任意のコードを使用できます。問題は、このコードが無限ループに陥る可能性があることです。それが起こらないようにしたい。そのため、別のスレッドでそのタスクを実行したいだけです。親スレッドは、そのスレッドが終了するまで待機する必要があり、タスクのステータス（つまり、タイムアウトしたか、何らかの例外が発生したか、または成功したかどうか）を知る必要があります。タスクが無限ループに入った場合、私の親スレッドは無期限に待機し続けますが、これは理想的な状況ではありません。

確かにのExecutorService代わりに使用してTimerください、これがSSCCEです：

package com.stackoverflow.q2275443;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        Future<String> future = executor.submit(new Task());

        try {
            System.out.println("Started..");
            System.out.println(future.get(3, TimeUnit.SECONDS));
            System.out.println("Finished!");
        } catch (TimeoutException e) {
            future.cancel(true);
            System.out.println("Terminated!");
        }

        executor.shutdownNow();
    }
}

class Task implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        Thread.sleep(4000); // Just to demo a long running task of 4 seconds.
        return "Ready!";
    }
}

method のtimeout引数を少し再生しますFuture#get()。たとえば、5に増やすとスレッドが終了することがわかります。catch (TimeoutException e)ブロックでタイムアウトをインターセプトできます。

更新：概念的な誤解を明確にするために、sleep()は必要ありません。SSCCE /デモンストレーションの目的でのみ使用されます。の代わりに、そこで長時間実行するタスクを実行してくださいsleep()。長時間実行タスクの内部では、次のようにスレッドが中断されていないかどうかを確認する必要があります。

while (!Thread.interrupted()) {
    // Do your long running task here.
}

古いタスクに対してこれを行うための100％信頼できる方法はありません。タスクは、この能力を念頭に置いて作成する必要があります。

コアスレッドは、ワーカースレッドの呼び出しでExecutorService非同期タスクをキャンセルしinterrupt()ます。したがって、たとえば、タスクに何らかのループが含まれている場合は、反復ごとにその割り込みステータスを確認する必要があります。タスクがI / O操作を実行している場合、それらも割り込み可能である必要があり、その設定は難しい場合があります。いずれの場合でも、コードは割り込みを積極的にチェックする必要があることに注意してください。割り込みの設定は必ずしも何もしません。

もちろん、タスクが単純なループの場合は、反復ごとに現在の時刻を確認し、指定されたタイムアウトが経過したときに中止することができます。その場合、ワーカースレッドは必要ありません。

のインスタンスの使用を検討してください ExecutorServiceの。invokeAll()とinvokeAny()メソッドの両方をtimeoutパラメーターで使用できます。

タスクが正常に完了したか、タイムアウトに達したために、メソッドが完了するまで（これが望ましいかどうかは不明です）、現在のスレッドはブロックされます。返されたFuture（複数の）を検査して、何が起こったかを判別できます。

スレッドコードが制御不能であると仮定します。

上記のJava ドキュメントから：

スレッドがThread.interruptに応答しない場合はどうなりますか？

場合によっては、アプリケーション固有のトリックを使用できます。たとえば、スレッドが既知のソケットで待機している場合、ソケットを閉じて、スレッドをすぐに返すことができます。残念ながら、一般的に機能するテクニックは実際にはありません。待機中のスレッドがThread.interruptに応答しない場合はすべて、Thread.stopにも応答しないことに注意してください。このようなケースには、意図的なサービス拒否攻撃、およびthread.stopおよびthread.interruptが適切に機能しないI / O操作が含まれます。

結論：

すべてのスレッドを中断できることを確認してください。そうでない場合は、フラグを設定するなど、スレッドに関する特定の知識が必要です。おそらく、タスクを停止するために必要なコードとともにタスクを提供するように要求することができます- stop()メソッドでインターフェースを定義します。タスクの停止に失敗したときに警告することもできます。

BalusCさんのコメント：

更新：概念的な誤解を明確にするために、sleep（）は必要ありません。SSCCE /デモンストレーションの目的でのみ使用されます。sleep（）の代わりに長時間実行するタスクを実行してください。

しかし、と置き換えるThread.sleep(4000);とfor (int i = 0; i < 5E8; i++) {}、空のループがをスローしないため、コンパイルされませんInterruptedException。

スレッドが割り込み可能であるためには、をスローする必要がありInterruptedExceptionます。

これは深刻な問題のようです。この回答を一般的な長期実行タスクで動作するように適応させる方法がわかりません。

追加のために編集：私はこれを新しい質問として再尋ねました：[ 一定時間後にスレッドを中断する、InterruptedExceptionをスローする必要がありますか？]

私はあなたが適切な並行処理メカニズムを見てみるべきだと思います（無限ループに走るスレッドはそれ自体良く聞こえません）「キリング」または「停止」スレッドのトピックについて少し読んでください。

あなたが説明していることは、「ランデブー」のように聞こえるので、CyclicBarrierを見てみるとよいでしょう。

問題を解決できる他の構成要素（たとえば、CountDownLatchの使用など）がある可能性があります（1つのスレッドはラッチのタイムアウトで待機していますが、もう1つの構成が機能していればラッチをカウントダウンする必要があります。これにより、最初のスレッドが解放されます。タイムアウトまたはラッチカウントダウンが呼び出されたとき）。

私は通常、この分野で2冊の本をお勧めします。Javaでの並行プログラミングとJava並行性の実践。

先ほど、このためのヘルパークラスを作成しました。よく働く：

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
/**
 * TimeOut class - used for stopping a thread that is taking too long
 * @author Peter Goransson
 *
 */
public class TimeOut {

    Thread interrupter;
    Thread target;
    long timeout;
    boolean success;
    boolean forceStop;

    CyclicBarrier barrier;

    /**
     * 
     * @param target The Runnable target to be executed
     * @param timeout The time in milliseconds before target will be interrupted or stopped
     * @param forceStop If true, will Thread.stop() this target instead of just interrupt() 
     */
    public TimeOut(Runnable target, long timeout, boolean forceStop) {      
        this.timeout = timeout;
        this.forceStop = forceStop;

        this.target = new Thread(target);       
        this.interrupter = new Thread(new Interrupter());

        barrier = new CyclicBarrier(2); // There will always be just 2 threads waiting on this barrier
    }

    public boolean execute() throws InterruptedException {  

        // Start target and interrupter
        target.start();
        interrupter.start();

        // Wait for target to finish or be interrupted by interrupter
        target.join();  

        interrupter.interrupt(); // stop the interrupter    
        try {
            barrier.await(); // Need to wait on this barrier to make sure status is set
        } catch (BrokenBarrierException e) {
            // Something horrible happened, assume we failed
            success = false;
        } 

        return success; // status is set in the Interrupter inner class
    }

    private class Interrupter implements Runnable {

        Interrupter() {}

        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(timeout); // Wait for timeout period and then kill this target
                if (forceStop) {
                  target.stop(); // Need to use stop instead of interrupt since we're trying to kill this thread
                }
                else {
                    target.interrupt(); // Gracefully interrupt the waiting thread
                }
                System.out.println("done");             
                success = false;
            } catch (InterruptedException e) {
                success = true;
            }


            try {
                barrier.await(); // Need to wait on this barrier
            } catch (InterruptedException e) {
                // If the Child and Interrupter finish at the exact same millisecond we'll get here
                // In this weird case assume it failed
                success = false;                
            } 
            catch (BrokenBarrierException e) {
                // Something horrible happened, assume we failed
                success = false;
            }

        }

    }
}

これは次のように呼ばれます：

long timeout = 10000; // number of milliseconds before timeout
TimeOut t = new TimeOut(new PhotoProcessor(filePath, params), timeout, true);
try {                       
  boolean sucess = t.execute(); // Will return false if this times out
  if (!sucess) {
    // This thread timed out
  }
  else {
    // This thread ran completely and did not timeout
  }
} catch (InterruptedException e) {}  

問題を解決する方法を示すコードを投稿します。例として、私はファイルを読んでいます。このメソッドを別の操作に使用することもできますが、メインの操作が中断されるようにkill（）メソッドを実装する必要があります。

それが役に立てば幸い

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
 * Main class
 * 
 * @author el
 * 
 */
public class Main {
    /**
     * Thread which perform the task which should be timed out.
     * 
     * @author el
     * 
     */
    public static class MainThread extends Thread {
        /**
         * For example reading a file. File to read.
         */
        final private File fileToRead;
        /**
         * InputStream from the file.
         */
        final private InputStream myInputStream;
        /**
         * Thread for timeout.
         */
        final private TimeOutThread timeOutThread;

        /**
         * true if the thread has not ended.
         */
        boolean isRunning = true;

        /**
         * true if all tasks where done.
         */
        boolean everythingDone = false;

        /**
         * if every thing could not be done, an {@link Exception} may have
         * Happens.
         */
        Throwable endedWithException = null;

        /**
         * Constructor.
         * 
         * @param file
         * @throws FileNotFoundException
         */
        MainThread(File file) throws FileNotFoundException {
            setDaemon(false);
            fileToRead = file;
            // open the file stream.
            myInputStream = new FileInputStream(fileToRead);
            // Instantiate the timeout thread.
            timeOutThread = new TimeOutThread(10000, this);
        }

        /**
         * Used by the {@link TimeOutThread}.
         */
        public void kill() {
            if (isRunning) {
                isRunning = false;
                if (myInputStream != null) {
                    try {
                        // close the stream, it may be the problem.
                        myInputStream.close();
                    } catch (IOException e) {
                        // Not interesting
                        System.out.println(e.toString());
                    }
                }
                synchronized (this) {
                    notify();
                }
            }
        }

        /**
         * The task which should be timed out.
         */
        @Override
        public void run() {
            timeOutThread.start();
            int bytes = 0;
            try {
                // do something
                while (myInputStream.read() >= 0) {
                    // may block the thread.
                    myInputStream.read();
                    bytes++;
                    // simulate a slow stream.
                    synchronized (this) {
                        wait(10);
                    }
                }
                everythingDone = true;
            } catch (IOException e) {
                endedWithException = e;
            } catch (InterruptedException e) {
                endedWithException = e;
            } finally {
                timeOutThread.kill();
                System.out.println("-->read " + bytes + " bytes.");
                isRunning = false;
                synchronized (this) {
                    notifyAll();
                }
            }
        }
    }

    /**
     * Timeout Thread. Kill the main task if necessary.
     * 
     * @author el
     * 
     */
    public static class TimeOutThread extends Thread {
        final long timeout;
        final MainThread controlledObj;

        TimeOutThread(long timeout, MainThread controlledObj) {
            setDaemon(true);
            this.timeout = timeout;
            this.controlledObj = controlledObj;
        }

        boolean isRunning = true;

        /**
         * If we done need the {@link TimeOutThread} thread, we may kill it.
         */
        public void kill() {
            isRunning = false;
            synchronized (this) {
                notify();
            }
        }

        /**
         * 
         */
        @Override
        public void run() {
            long deltaT = 0l;
            try {
                long start = System.currentTimeMillis();
                while (isRunning && deltaT < timeout) {
                    synchronized (this) {
                        wait(Math.max(100, timeout - deltaT));
                    }
                    deltaT = System.currentTimeMillis() - start;
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                // If the thread is interrupted,
                // you may not want to kill the main thread,
                // but probably yes.
            } finally {
                isRunning = false;
            }
            controlledObj.kill();
        }
    }

    /**
     * Start the main task and wait for the end.
     * 
     * @param args
     * @throws FileNotFoundException
     */
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        MainThread main = new MainThread(new File(args[0]));
        main.start();
        try {
            while (main.isRunning) {
                synchronized (main) {
                    main.wait(1000);
                }
            }
            long stop = System.currentTimeMillis();

            if (main.everythingDone)
                System.out.println("all done in " + (stop - start) + " ms.");
            else {
                System.out.println("could not do everything in "
                        + (stop - start) + " ms.");
                if (main.endedWithException != null)
                    main.endedWithException.printStackTrace();
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("You've killed me!");
        }
    }
}

よろしく

これは、実行または呼び出しに使用するヘルパークラスの本当にシンプルなものです。 Javaコードの一部です:-)

これは、優れた基づいている答えからBalusC

package com.mycompany.util.concurrent;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

/**
 * Calling {@link Callable#call()} or Running {@link Runnable#run()} code
 * with a timeout based on {@link Future#get(long, TimeUnit))}
 * @author pascaldalfarra
 *
 */
public class CallableHelper
{

    private CallableHelper()
    {
    }

    public static final void run(final Runnable runnable, int timeoutInSeconds)
    {
        run(runnable, null, timeoutInSeconds);
    }

    public static final void run(final Runnable runnable, Runnable timeoutCallback, int timeoutInSeconds)
    {
        call(new Callable<Void>()
        {
            @Override
            public Void call() throws Exception
            {
                runnable.run();
                return null;
            }
        }, timeoutCallback, timeoutInSeconds); 
    }

    public static final <T> T call(final Callable<T> callable, int timeoutInSeconds)
    {
        return call(callable, null, timeoutInSeconds); 
    }

    public static final <T> T call(final Callable<T> callable, Runnable timeoutCallback, int timeoutInSeconds)
    {
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        try
        {
            Future<T> future = executor.submit(callable);
            T result = future.get(timeoutInSeconds, TimeUnit.SECONDS);
            System.out.println("CallableHelper - Finished!");
            return result;
        }
        catch (TimeoutException e)
        {
            System.out.println("CallableHelper - TimeoutException!");
            if(timeoutCallback != null)
            {
                timeoutCallback.run();
            }
        }
        catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        catch (ExecutionException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        finally
        {
            executor.shutdownNow();
            executor = null;
        }

        return null;
    }

}

次のスニペットは、別のスレッドで操作を開始し、操作が完了するまで最大10秒待機します。操作が時間内に完了しない場合、コードは操作のキャンセルを試み、その後、陽気な方法で続行します。操作を簡単にキャンセルできない場合でも、親スレッドは子スレッドの終了を待ちません。

ExecutorService executorService = getExecutorService();
Future<SomeClass> future = executorService.submit(new Callable<SomeClass>() {
    public SomeClass call() {
        // Perform long-running task, return result. The code should check
        // interrupt status regularly, to facilitate cancellation.
    }
});
try {
    // Real life code should define the timeout as a constant or
    // retrieve it from configuration
    SomeClass result = future.get(10, TimeUnit.SECONDS);
    // Do something with the result
} catch (TimeoutException e) {
    future.cancel(true);
    // Perform other error handling, e.g. logging, throwing an exception
}

このgetExecutorService()方法は、いくつかの方法で実装できます。特定の要件がない場合Executors.newCachedThreadPool()は、スレッド数の上限なしでスレッドプーリングを呼び出すことができます。

私が言及したのを見たことがない1つのことは、スレッドを殺すことは一般的に悪い考えであることです。スレッド化されたメソッドを明確に中止可能にする手法はいくつかありますが、タイムアウト後にスレッドを強制終了するだけの場合とは異なります。

あなたが示唆していることのリスクは、スレッドを強制終了したときにスレッドがどのような状態になるかをおそらく知らないことです-したがって、不安定性をもたらすリスクがあります。より良い解決策は、スレッド化されたコードがハングしないか、中止要求に適切に応答するようにすることです。

BalusCの素晴らしい答え：

ただし、タイムアウト自体がスレッド自体に割り込むことはありません。タスクでwhile（！Thread.interrupted（））を使用してチェックしている場合でも。スレッドが停止していることを確認したい場合は、タイムアウト例外がキャッチされたときにfuture.cancel（）が呼び出されるようにする必要もあります。

package com.stackoverflow.q2275443; 

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;


public class Test { 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        Future<String> future = executor.submit(new Task());

        try { 
            System.out.println("Started..");
            System.out.println(future.get(3, TimeUnit.SECONDS));
            System.out.println("Finished!");
        } catch (TimeoutException e) {
            //Without the below cancel the thread will continue to live 
            // even though the timeout exception thrown.
            future.cancel();
            System.out.println("Terminated!");
        } 

        executor.shutdownNow();
    } 
} 

class Task implements Callable<String> {
    @Override 
    public String call() throws Exception {
      while(!Thread.currentThread.isInterrupted()){
          System.out.println("Im still running baby!!");
      }          
    } 
} 

答えは主にタスク自体に依存すると思います。

• 1つのタスクを何度も繰り返していますか？
• タイムアウトが期限切れになった直後に、現在実行中のタスクを中断する必要はありますか？

最初の答えが「はい」で2番目の答えが「いいえ」の場合、次のように単純にすることができます。

public class Main {

    private static final class TimeoutTask extends Thread {
        private final long _timeoutMs;
        private Runnable _runnable;

        private TimeoutTask(long timeoutMs, Runnable runnable) {
            _timeoutMs = timeoutMs;
            _runnable = runnable;
        }

        @Override
        public void run() {
            long start = System.currentTimeMillis();
            while (System.currentTimeMillis() < (start + _timeoutMs)) {
                _runnable.run();
            }
            System.out.println("execution took " + (System.currentTimeMillis() - start) +" ms");
        }

    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new TimeoutTask(2000L, new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                System.out.println("doing something ...");
                try {
                    // pretend it's taking somewhat longer than it really does
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }).start();
    }
}

これがオプションでない場合は、要件を絞り込むか、コードを表示してください。

私はそれによって実行されたすべてのタイムアウトしたRunnableを中断できるExecutorServiceを探していましたが、何も見つかりませんでした。数時間後、以下のように作成しました。このクラスは、堅牢性を強化するために変更できます。

public class TimedExecutorService extends ThreadPoolExecutor {
    long timeout;
    public TimedExecutorService(int numThreads, long timeout, TimeUnit unit) {
        super(numThreads, numThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(numThreads + 1));
        this.timeout = unit.toMillis(timeout);
    }

    @Override
    protected void beforeExecute(Thread thread, Runnable runnable) {
        Thread interruptionThread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    // Wait until timeout and interrupt this thread
                    Thread.sleep(timeout);
                    System.out.println("The runnable times out.");
                    thread.interrupt();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        interruptionThread.start();
    }
}

使用法：

public static void main(String[] args) {

    Runnable abcdRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("abcdRunnable started");
            try {
                Thread.sleep(20000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // logger.info("The runnable times out.");
            }
            System.out.println("abcdRunnable ended");
        }
    };

    Runnable xyzwRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("xyzwRunnable started");
            try {
                Thread.sleep(20000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // logger.info("The runnable times out.");
            }
            System.out.println("xyzwRunnable ended");
        }
    };

    int numThreads = 2, timeout = 5;
    ExecutorService timedExecutor = new TimedExecutorService(numThreads, timeout, TimeUnit.SECONDS);
    timedExecutor.execute(abcdRunnable);
    timedExecutor.execute(xyzwRunnable);
    timedExecutor.shutdown();
}

今、私はこのような問題に会います。たまたま画像をデコードします。デコードの処理には時間がかかりすぎて、画面が真っ黒のままです。l時間コントローラを追加します。時間が長すぎる場合は、現在のスレッドからポップアップします。以下は差分です：

   ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
   Future<Bitmap> future = executor.submit(new Callable<Bitmap>() {
       @Override
       public Bitmap call() throws Exception {
       Bitmap bitmap = decodeAndScaleBitmapFromStream(context, inputUri);// do some time consuming operation
       return null;
            }
       });
       try {
           Bitmap result = future.get(1, TimeUnit.SECONDS);
       } catch (TimeoutException e){
           future.cancel(true);
       }
       executor.shutdown();
       return (bitmap!= null);

私も同じ問題を抱えていました。だから私はこのような簡単な解決策を思いついた。

public class TimeoutBlock {

 private final long timeoutMilliSeconds;
    private long timeoutInteval=100;

    public TimeoutBlock(long timeoutMilliSeconds){
        this.timeoutMilliSeconds=timeoutMilliSeconds;
    }

    public void addBlock(Runnable runnable) throws Throwable{
        long collectIntervals=0;
        Thread timeoutWorker=new Thread(runnable);
        timeoutWorker.start();
        do{ 
            if(collectIntervals>=this.timeoutMilliSeconds){
                timeoutWorker.stop();
                throw new Exception("<<<<<<<<<<****>>>>>>>>>>> Timeout Block Execution Time Exceeded In "+timeoutMilliSeconds+" Milli Seconds. Thread Block Terminated.");
            }
            collectIntervals+=timeoutInteval;           
            Thread.sleep(timeoutInteval);

        }while(timeoutWorker.isAlive());
        System.out.println("<<<<<<<<<<####>>>>>>>>>>> Timeout Block Executed Within "+collectIntervals+" Milli Seconds.");
    }

    /**
     * @return the timeoutInteval
     */
    public long getTimeoutInteval() {
        return timeoutInteval;
    }

    /**
     * @param timeoutInteval the timeoutInteval to set
     */
    public void setTimeoutInteval(long timeoutInteval) {
        this.timeoutInteval = timeoutInteval;
    }
}

ブロックが制限時間内に実行されなかった場合に保証します。プロセスは終了し、例外をスローします。

例：

try {
        TimeoutBlock timeoutBlock = new TimeoutBlock(10 * 60 * 1000);//set timeout in milliseconds
        Runnable block=new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                //TO DO write block of code 
            }
        };

        timeoutBlock.addBlock(block);// execute the runnable block 

    } catch (Throwable e) {
        //catch the exception here . Which is block didn't execute within the time limit
    }

BalusCが提供するソリューションでは、メインスレッドはタイムアウト期間中ブロックされたままになります。複数のスレッドを含むスレッドプールがある場合は、Future.get（long timeout、TimeUnit unit）を使用するのと同じ数の追加のスレッドが必要になります。ブロッキング呼び出しを使用して、タイムアウト期間を超えた場合にスレッドを待機して閉じるスレッドと。

この問題の一般的な解決策は、タイムアウト機能を追加できるThreadPoolExecutor Decoratorを作成することです。このDecoratorクラスは、ThreadPoolExecutorと同じ数のスレッドを作成する必要があり、これらすべてのスレッドは、ThreadPoolExecutorを待機して閉じるためにのみ使用する必要があります。

ジェネリッククラスは以下のように実装する必要があります。

import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

public class TimeoutThreadPoolDecorator extends ThreadPoolExecutor {


    private final ThreadPoolExecutor commandThreadpool;
    private final long timeout;
    private final TimeUnit unit;

    public TimeoutThreadPoolDecorator(ThreadPoolExecutor threadpool,
                                      long timeout,
                                      TimeUnit unit ){
        super(  threadpool.getCorePoolSize(),
                threadpool.getMaximumPoolSize(),
                threadpool.getKeepAliveTime(TimeUnit.MILLISECONDS),
                TimeUnit.MILLISECONDS,
                threadpool.getQueue());

        this.commandThreadpool = threadpool;
        this.timeout=timeout;
        this.unit=unit;
    }

    @Override
    public void execute(Runnable command) {
        super.execute(() -> {
            Future<?> future = commandThreadpool.submit(command);
            try {
                future.get(timeout, unit);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            } catch (ExecutionException | TimeoutException e) {
                throw new RejectedExecutionException(e);
            } finally {
                future.cancel(true);
            }
        });
    }

    @Override
    public void setCorePoolSize(int corePoolSize) {
        super.setCorePoolSize(corePoolSize);
        commandThreadpool.setCorePoolSize(corePoolSize);
    }

    @Override
    public void setThreadFactory(ThreadFactory threadFactory) {
        super.setThreadFactory(threadFactory);
        commandThreadpool.setThreadFactory(threadFactory);
    }

    @Override
    public void setMaximumPoolSize(int maximumPoolSize) {
        super.setMaximumPoolSize(maximumPoolSize);
        commandThreadpool.setMaximumPoolSize(maximumPoolSize);
    }

    @Override
    public void setKeepAliveTime(long time, TimeUnit unit) {
        super.setKeepAliveTime(time, unit);
        commandThreadpool.setKeepAliveTime(time, unit);
    }

    @Override
    public void setRejectedExecutionHandler(RejectedExecutionHandler handler) {
        super.setRejectedExecutionHandler(handler);
        commandThreadpool.setRejectedExecutionHandler(handler);
    }

    @Override
    public List<Runnable> shutdownNow() {
        List<Runnable> taskList = super.shutdownNow();
        taskList.addAll(commandThreadpool.shutdownNow());
        return taskList;
    }

    @Override
    public void shutdown() {
        super.shutdown();
        commandThreadpool.shutdown();
    }
}

上記のデコレータは次のように使用できます。

import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Main {

    public static void main(String[] args){

        long timeout = 2000;

        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(3, 10, 0, TimeUnit.MILLISECONDS, new SynchronousQueue<>(true));

        threadPool = new TimeoutThreadPoolDecorator( threadPool ,
                timeout,
                TimeUnit.MILLISECONDS);


        threadPool.execute(command(1000));
        threadPool.execute(command(1500));
        threadPool.execute(command(2100));
        threadPool.execute(command(2001));

        while(threadPool.getActiveCount()>0);
        threadPool.shutdown();


    }

    private static Runnable command(int i) {

        return () -> {
            System.out.println("Running Thread:"+Thread.currentThread().getName());
            System.out.println("Starting command with sleep:"+i);
            try {
                Thread.sleep(i);
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("Thread "+Thread.currentThread().getName()+" with sleep of "+i+" is Interrupted!!!");
                return;
            }
            System.out.println("Completing Thread "+Thread.currentThread().getName()+" after sleep of "+i);
        };

    }
}