[Java] Java核心(2)深入理解线程池ThreadPool

[Java]  Java核心(2)深入理解线程池ThreadPool

 


  本文你将获得以下信息:

    ● 线程池源码解读
    ● 线程池执行流程分析
    ● 带返回值的线程池实现
    ● 延迟线程池实现

  为了方便读者理解,本文会由浅入深,先从线程池的使用开始再延伸到源码解读和源码分析等高级内容,读者可根据自己的情况自主选择阅读顺序和需要了解的章节。

1 线程池优点

  线程池能够更加充分的利用CPU、内存、网络、IO等系统资源,线程池的主要作用如下:

    ● 利用线程池可以复用线程,控制最大并发数;
    ● 实现任务缓存策略和拒绝机制;
    ● 实现延迟执行

  阿里巴巴Java开发手册强制规定:线程资源必须通过线程池提供,如下图: 

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2 线程池使用

  本节会介绍7种线程池的创建与使用,线程池的状态介绍,ThreadPoolExecutor参数介绍等。

2.1 线程池创建

线程池可以使用Executors和ThreadPoolExecutor,其中使用Executors有六种创建线程池的方法,如下图: 

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// 使用Executors方式创建
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
ScheduledExecutorService singleThreadScheduledExecutor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
ExecutorService workStealingPool = Executors.newWorkStealingPool();
// 原始创建方式
ThreadPoolExecutor tp = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 10L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); 

2.1.1 线程池解读

  1)newSingleThreadExecutor(),它的特点在于工作线程数目被限制为 1,操作一个*的工作队列,所以它保证了所有任务的都是被顺序执行,最多会有一个任务处于活动状态,并且不允许使用者改动线程池实例,因此可以避免其改变线程数目。

  2)newCachedThreadPool(),它是一种用来处理大量短时间工作任务的线程池,具有几个鲜明特点:它会试图缓存线程并重用,当无缓存线程可用时,就会创建新的工作线程;如果线程闲置的时间超过 60 秒,则被终止并移出缓存;长时间闲置时,这种线程池,不会消耗什么资源。其内部使用 SynchronousQueue 作为工作队列。

  3)newFixedThreadPool(int nThreads),重用指定数目(nThreads)的线程,其背后使用的是*的工作队列,任何时候最多有 nThreads 个工作线程是活动的。这意味着,如果任务数量超过了活动队列数目,将在工作队列中等待空闲线程出现;如果有工作线程退出,将会有新的工作线程被创建,以补足指定的数目 nThreads。

  4)newSingleThreadScheduledExecutor() 创建单线程池,返回 ScheduledExecutorService,可以进行定时或周期性的工作调度。

  5)newScheduledThreadPool(int corePoolSize)和newSingleThreadScheduledExecutor()类似,创建的是个 ScheduledExecutorService,可以进行定时或周期性的工作调度,区别在于单一工作线程还是多个工作线程。

  6)newWorkStealingPool(int parallelism),这是一个经常被人忽略的线程池,Java 8 才加入这个创建方法,其内部会构建ForkJoinPool,利用Work-Stealing算法,并行地处理任务,不保证处理顺序。

  7)ThreadPoolExecutor是最原始的线程池创建,上面1-3创建方式都是对ThreadPoolExecutor的封装。

总结: 其中newSingleThreadExecutor、newCachedThreadPool、newFixedThreadPool是对ThreadPoolExecutor的封装实现,newSingleThreadScheduledExecutor、newScheduledThreadPool则为ThreadPoolExecutor子类ScheduledThreadPoolExecutor的封装,用于执行延迟任务,newWorkStealingPool则为Java 8新加的方法。

2.1.2 单线程池的意义

  从以上代码可以看出newSingleThreadExecutor和newSingleThreadScheduledExecutor创建的都是单线程池,那么单线程池的意义是什么呢?

  虽然是单线程池,但提供了工作队列,生命周期管理,工作线程维护等功能。

2.2 ThreadPoolExecutor解读

  ThreadPoolExecutor作为线程池的核心方法,我们来看一下ThreadPoolExecutor内部实现,以及封装类是怎么调用ThreadPoolExecutor的。

  先从构造函数说起,构造函数源码如下:

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler) {
  if (corePoolSize < 0 || maximumPoolSize <= 0 || maximumPoolSize < corePoolSize ||keepAliveTime < 0)
    throw new IllegalArgumentException();
  if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
    throw new NullPointerException();
  this.acc = System.getSecurityManager() == null ? null :
  AccessController.getContext();
  this.corePoolSize = corePoolSize;
  this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
  this.workQueue = workQueue;
  this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
  this.threadFactory = threadFactory;
  this.handler = handler;
}

参数说明:

  ● corePoolSize:所谓的核心线程数,可以大致理解为长期驻留的线程数目(除非设置了 allowCoreThreadTimeOut)。对于不同的线程池,这个值可能会有很大区别,比如 newFixedThreadPool 会将其设置为 nThreads,而对于 newCachedThreadPool 则是为 0。
  ● maximumPoolSize:顾名思义,就是线程不够时能够创建的最大线程数。同样进行对比,对于 newFixedThreadPool,当然就是 nThreads,因为其要求是固定大小,而 newCachedThreadPool 则是 Integer.MAX_VALUE。
  ● keepAliveTime:空闲线程的保活时间,如果线程的空闲时间超过这个值,那么将会被关闭。注意此值生效条件必须满足:空闲时间超过这个值,并且线程池中的线程数少于等于核心线程数corePoolSize。当然核心线程默认是不会关闭的,除非设置了allowCoreThreadTimeOut(true)那么核心线程也可以被回收。
  ● TimeUnit:时间单位。
  ● BlockingQueue:任务丢列,用于存储线程池的待执行任务的。
  ● threadFactory:用于生成线程,一般我们可以用默认的就可以了。
  ● handler:当线程池已经满了,但是又有新的任务提交的时候,该采取什么策略由这个来指定。有几种方式可供选择,像抛出异常、直接拒绝然后返回等,也可以自己实现相应的接口实现自己的逻辑。

  来看一下线程池封装类对于ThreadPoolExecutor的调用:

  newSingleThreadExecutor对ThreadPoolExecutor的封装源码如下:

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
  return new Executors.FinalizableDelegatedExecutorService(
      new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,       new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); } 

  newCachedThreadPool对ThreadPoolExecutor的封装源码如下:

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
  return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS,
      new SynchronousQueue<Runnable>());
} 

  newFixedThreadPool对ThreadPoolExecutor的封装源码如下:

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
  return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
        new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
} 

  ScheduledExecutorService对ThreadPoolExecutor的封装源码如下:

public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
  return new DelegatedScheduledExecutorService(new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
} 

  newSingleThreadScheduledExecutor使用的是ThreadPoolExecutor的子类ScheduledThreadPoolExecutor,如下图所示: 

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   newScheduledThreadPool对ThreadPoolExecutor的封装源码如下:

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
  return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
} 

  newScheduledThreadPool使用的也是ThreadPoolExecutor的子类ScheduledThreadPoolExecutor。

2.3 线程池状态

  查看ThreadPoolExecutor源码可知线程的状态如下: 

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  线程状态解读(以下内容来源于:https://javadoop.com/post/java-thread-pool):

    ● RUNNING:这个没什么好说的,这是最正常的状态:接受新的任务,处理等待队列中的任务;
    ● SHUTDOWN:不接受新的任务提交,但是会继续处理等待队列中的任务;
    ● STOP:不接受新的任务提交,不再处理等待队列中的任务,中断正在执行任务的线程;
    ● TIDYING:所有的任务都销毁了,workCount 为 0。线程池的状态在转换为 TIDYING 状态时,会执行钩子方法 terminated();
    ● TERMINATED:terminated() 方法结束后,线程池的状态就会变成这个;

  RUNNING 定义为 -1,SHUTDOWN 定义为 0,其他的都比 0 大,所以等于 0 的时候不能提交任务,大于 0 的话,连正在执行的任务也需要中断。

  看了这几种状态的介绍,读者大体也可以猜到十之八九的状态转换了,各个状态的转换过程有以下几种:

    ● RUNNING -> SHUTDOWN:当调用了 shutdown() 后,会发生这个状态转换,这也是最重要的;
    ● (RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP:当调用 shutdownNow() 后,会发生这个状态转换,这下要清楚 shutDown() 和 shutDownNow() 的区别了;
    ● SHUTDOWN -> TIDYING:当任务队列和线程池都清空后,会由 SHUTDOWN 转换为 TIDYING;
    ● STOP -> TIDYING:当任务队列清空后,发生这个转换;
    ● TIDYING -> TERMINATED:这个前面说了,当 terminated() 方法结束后;

2.4 线程池执行

  说了那么多下来一起来看线程池的是怎么执行任务的,线程池任务提交有两个方法:

    ● execute
    ● submit

  其中execute只能接受Runnable类型的任务,使用如下:

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
  }
}); 

  submit可以接受Runnable或Callable类型的任务,使用如下:

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
executorService.submit(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
  }
});

2.4.1 带返回值的线程池实现

  使用submit传递Callable类可以获取执行任务的返回值,Callable是JDK 1.5 添加的特性用于补充Runnable无返回的情况。

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<Long> result = executorService.submit(new Callable<Long>() {
  @Override
  public Long call() throws Exception {
    return new Date().getTime();
  }
});
try {
  System.out.println("运行结果:" + result.get());
} catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
  e.printStackTrace();
}

2.4.2 延迟线程池实现

  在线程池中newSingleThreadScheduledExecutor和newScheduledThreadPool返回的是ScheduledExecutorService,用于执行延迟线程池的,代码如下:

// 延迟线程池
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2);
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
    System.out.println("time:" + new Date().getTime());
  }
}, 10, TimeUnit.SECONDS);

  完整示例下载地址: https://github.com/vipstone/java-core-example

3 线程池源码解读

  阅读线程池的源码有一个小技巧,可以按照线程池执行的顺序进行串连关联阅读,这样更容易理解线程池的实现。

源码阅读流程解读

  我们先从线程池的任务提交方法execute()开始阅读,从execute()我们会发现线程池执行的核心方法是addWorker(),在addWorker()中我们发现启动线程调用了start()方法,调用start()方法之后会执行Worker类的run()方法,run里面调用runWorker(),运行程序的关键在于getTask()方法,getTask()方法之后就是此线程的关闭,整个线程池的工作流程也就完成了,下来一起来看吧(如果本段文章没看懂的话也可以看完源码之后,回过头来再看一遍)。

3.1 execute() 源码解读

public void execute(Runnable command) {
  if (command == null)
    throw new NullPointerException();
  int c = ctl.get();

  // 如果当前线程数少于核心线程数,那么直接添加一个 worker 来执行任务,
  // 创建一个新的线程,并把当前任务 command 作为这个线程的第一个任务(firstTask)
  if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
    // 添加任务成功,那么就结束了。提交任务嘛,线程池已经接受了这个任务,这个方法也就可以返回了
    // 至于执行的结果,到时候会包装到 FutureTask 中。
    // 返回 false 代表线程池不允许提交任务
    if (addWorker(command, true))
      return;
    c = ctl.get();
  }
  // 到这里说明,要么当前线程数大于等于核心线程数,要么刚刚 addWorker 失败了

  // 如果线程池处于 RUNNING 状态,把这个任务添加到任务队列 workQueue 中
  if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
    /* 这里面说的是,如果任务进入了 workQueue,我们是否需要开启新的线程
    * 因为线程数在 [0, corePoolSize) 是无条件开启新的线程
    * 如果线程数已经大于等于 corePoolSize,那么将任务添加到队列中,然后进到这里
    */
    int recheck = ctl.get();
    // 如果线程池已不处于 RUNNING 状态,那么移除已经入队的这个任务,并且执行拒绝策略
    if (! isRunning(recheck) && remove(command))
      reject(command);
    // 如果线程池还是 RUNNING 的,并且线程数为 0,那么开启新的线程
    // 到这里,我们知道了,这块代码的真正意图是:担心任务提交到队列中了,但是线程都关闭了
    else if (workerCountOf(recheck) == 0)
      addWorker(null, false);
  }
  // 如果 workQueue 队列满了,那么进入到这个分支
  // 以 maximumPoolSize 为界创建新的 worker,
  // 如果失败,说明当前线程数已经达到 maximumPoolSize,执行拒绝策略
  else if (!addWorker(command, false))
    reject(command);
} 

3.2 addWorker() 源码解读

// 第一个参数是准备提交给这个线程执行的任务,之前说了,可以为 null
// 第二个参数为 true 代表使用核心线程数 corePoolSize 作为创建线程的界线,也就说创建这个线程的时候,
// 如果线程池中的线程总数已经达到 corePoolSize,那么不能响应这次创建线程的请求
// 如果是 false,代表使用最大线程数 maximumPoolSize 作为界线
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
  retry:
  for (;;) {
    int c = ctl.get();
    int rs = runStateOf(c);

    // 这个非常不好理解
    // 如果线程池已关闭,并满足以下条件之一,那么不创建新的 worker:
    // 1. 线程池状态大于 SHUTDOWN,其实也就是 STOP, TIDYING, 或 TERMINATED
    // 2. firstTask != null
    // 3. workQueue.isEmpty()
    // 简单分析下:
    // 还是状态控制的问题,当线程池处于 SHUTDOWN 的时候,不允许提交任务,但是已有的任务继续执行
    // 当状态大于 SHUTDOWN 时,不允许提交任务,且中断正在执行的任务
    // 多说一句:如果线程池处于 SHUTDOWN,但是 firstTask 为 null,且 workQueue 非空,那么是允许创建 worker 的
    if (rs >= SHUTDOWN && ! (rs == SHUTDOWN && firstTask == null &&! workQueue.isEmpty()))
      return false;

    for (;;) {
      int wc = workerCountOf(c);
      if (wc >= CAPACITY || wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
        return false;
      // 如果成功,那么就是所有创建线程前的条件校验都满足了,准备创建线程执行任务了
      // 这里失败的话,说明有其他线程也在尝试往线程池中创建线程
      if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
        break retry;
      // 由于有并发,重新再读取一下 ctl
      c = ctl.get();
      // 正常如果是 CAS 失败的话,进到下一个里层的for循环就可以了
      // 可是如果是因为其他线程的操作,导致线程池的状态发生了变更,如有其他线程关闭了这个线程池
      // 那么需要回到外层的for循环
      if (runStateOf(c) != rs)
        continue retry;
      // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
    }
  }

  /* 
  * 到这里,我们认为在当前这个时刻,可以开始创建线程来执行任务了,
  * 因为该校验的都校验了,至于以后会发生什么,那是以后的事,至少当前是满足条件的
  */

  // worker 是否已经启动
  boolean workerStarted = false;
  // 是否已将这个 worker 添加到 workers 这个 HashSet 中
  boolean workerAdded = false;
  Worker w = null;
  try {
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    // 把 firstTask 传给 worker 的构造方法
    w = new Worker(firstTask);
    // 取 worker 中的线程对象,之前说了,Worker的构造方法会调用 ThreadFactory 来创建一个新的线程
    final Thread t = w.thread;
    if (t != null) {
      // 这个是整个类的全局锁,持有这个锁才能让下面的操作“顺理成章”,
      // 因为关闭一个线程池需要这个锁,至少我持有锁的期间,线程池不会被关闭
      mainLock.lock();
      try {

        int c = ctl.get();
        int rs = runStateOf(c);

        // 小于 SHUTTDOWN 那就是 RUNNING,这个自不必说,是最正常的情况
        // 如果等于 SHUTDOWN,前面说了,不接受新的任务,但是会继续执行等待队列中的任务
        if (rs < SHUTDOWN || (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
          // worker 里面的 thread 可不能是已经启动的
          if (t.isAlive())
            throw new IllegalThreadStateException();
          // 加到 workers 这个 HashSet 中
          workers.add(w);
          int s = workers.size();
          // largestPoolSize 用于记录 workers 中的个数的最大值
          // 因为 workers 是不断增加减少的,通过这个值可以知道线程池的大小曾经达到的最大值
          if (s > largestPoolSize)
            largestPoolSize = s;
          workerAdded = true;
        }
      } finally {
        mainLock.unlock();
      }
      // 添加成功的话,启动这个线程
      if (workerAdded) {
        // 启动线程
        t.start();
        workerStarted = true;
      }
    }
  } finally {
    // 如果线程没有启动,需要做一些清理工作,如前面 workCount 加了 1,将其减掉
    if (! workerStarted)
      addWorkerFailed(w);
  }
  // 返回线程是否启动成功
  return workerStarted;
}

  在这段代码可以看出,调用了t.start();

3.3 runWorker() 源码解读

  根据上面代码可知,调用了Worker的t.start()之后,紧接着会调用Worker的run()方法,run()源码如下:

public void run() {
  runWorker(this);
}

  runWorker()源码如下:

// worker 线程启动后调用,while 循环(即自旋!)不断从等待队列获取任务并执行
// worker 初始化时,可指定 firstTask,那么第一个任务也就可以不需要从队列中获取
final void runWorker(Worker w) {
  Thread wt = Thread.currentThread();
  // 该线程的第一个任务(若有)
  Runnable task = w.firstTask;
  w.firstTask = null;
  // 允许中断
  w.unlock(); 
  boolean completedAbruptly = true;
  try {
    // 循环调用 getTask 获取任务
    while (task != null || (task = getTask()) != null) {
      w.lock(); 
      // 若线程池状态大于等于 STOP,那么意味着该线程也要中断
      /**
      * 若线程池STOP,请确保线程 已被中断
      * 如果没有,请确保线程未被中断
      * 这需要在第二种情况下进行重新检查,以便在关中断时处理shutdownNow竞争
      */  
      if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
        (Thread.interrupted() &&
        runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
        !wt.isInterrupted())
        wt.interrupt();
      try {
        // 这是一个钩子方法,留给需要的子类实现
        beforeExecute(wt, task);
        Throwable thrown = null;
        try {
          // 到这里终于可以执行任务了
          task.run();
        } catch (RuntimeException x) {
          thrown = x; throw x;
        } catch (Error x) {
          thrown = x; throw x;
        } catch (Throwable x) {
          // 这里不允许抛出 Throwable,所以转换为 Error
          thrown = x; throw new Error(x);
        } finally {
          // 也是一个钩子方法,将 task 和异常作为参数,留给需要的子类实现
          afterExecute(task, thrown);
        }
      } finally {
        // 置空 task,准备 getTask 下一个任务
        task = null;
        // 累加完成的任务数
        w.completedTasks++;
        // 释放掉 worker 的独占锁
        w.unlock();
      }
    }
    completedAbruptly = false;
  } finally {
    // 到这里,需要执行线程关闭
    // 1. 说明 getTask 返回 null,也就是说,这个 worker 的使命结束了,执行关闭
    // 2. 任务执行过程中发生了异常
    // 第一种情况,已经在代码处理了将 workCount 减 1,这个在 getTask 方法分析中说
    // 第二种情况,workCount 没有进行处理,所以需要在 processWorkerExit 中处理
    processWorkerExit(w, completedAbruptly);
  }
} 

3.4 getTask() 源码解读

  runWorker里面的有getTask(),来看下具体的实现:

// 此方法有三种可能
// 1. 阻塞直到获取到任务返回。默认 corePoolSize 之内的线程是不会被回收的,它们会一直等待任务
// 2. 超时退出。keepAliveTime 起作用的时候,也就是如果这么多时间内都没有任务,那么应该执行关闭
// 3. 如果发生了以下条件,须返回 null
// 池中有大于 maximumPoolSize 个 workers 存在(通过调用 setMaximumPoolSize 进行设置)
// 线程池处于 SHUTDOWN,而且 workQueue 是空的,前面说了,这种不再接受新的任务
// 线程池处于 STOP,不仅不接受新的线程,连 workQueue 中的线程也不再执行
private Runnable getTask() {
  boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?
  for (;;) {
    // 允许核心线程数内的线程回收,或当前线程数超过了核心线程数,那么有可能发生超时关闭
    // 这里 break,是为了不往下执行后一个 if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
    // 两个 if 一起看:如果当前线程数 wc > maximumPoolSize,或者超时,都返回 null
    // 那这里的问题来了,wc > maximumPoolSize 的情况,为什么要返回 null?
    // 换句话说,返回 null 意味着关闭线程。
    // 那是因为有可能开发者调用了 setMaximumPoolSize 将线程池的 maximumPoolSize 调小了
    // 如果此 worker 发生了中断,采取的方案是重试
    // 解释下为什么会发生中断,这个读者要去看 setMaximumPoolSize 方法,
    // 如果开发者将 maximumPoolSize 调小了,导致其小于当前的 workers 数量,
    // 那么意味着超出的部分线程要被关闭。重新进入 for 循环,自然会有部分线程会返回 null
    int c = ctl.get();
    int rs = runStateOf(c);
    // Check if queue empty only if necessary.
    if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
      // CAS 操作,减少工作线程数
      decrementWorkerCount();
      return null;
    }
    int wc = workerCountOf(c);
    // Are workers subject to culling?
    boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
    if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut)) && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
      if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
        return null;
      continue;
    }
    try {
      Runnable r = timed ? workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) : workQueue.take();
      if (r != null)
        return r;
      timedOut = true;
    } catch (InterruptedException retry) {
      // 如果此 worker 发生了中断,采取的方案是重试
      // 解释下为什么会发生中断,这个读者要去看 setMaximumPoolSize 方法,
      // 如果开发者将 maximumPoolSize 调小了,导致其小于当前的 workers 数量,
      // 那么意味着超出的部分线程要被关闭。重新进入 for 循环,自然会有部分线程会返回 null
      timedOut = false;
    }
  }
} 

4 线程池执行流程

  线程池的执行流程如下图: 

[Java]  Java核心(2)深入理解线程池ThreadPool

5 总结

  本文总结以问答的形式展示,引自《深度解读 java 线程池设计思想及源码实现》,最下方附参考地址。

5.1 线程池有哪些关键属性?

  ● corePoolSize 到 maximumPoolSize 之间的线程会被回收,当然 corePoolSize 的线程也可以通过设置而得到回收(allowCoreThreadTimeOut(true))。

  ● workQueue 用于存放任务,添加任务的时候,如果当前线程数超过了 corePoolSize,那么往该队列中插入任务,线程池中的线程会负责到队列中拉取任务。

  ● keepAliveTime 用于设置空闲时间,如果线程数超出了 corePoolSize,并且有些线程的空闲时间超过了这个值,会执行关闭这些线程的操作

  ● rejectedExecutionHandler 用于处理当线程池不能执行此任务时的情况,默认有抛出 RejectedExecutionException 异常、忽略任务、使用提交任务的线程来执行此任务和将队列中等待最久的任务删除,然后提交此任务这四种策略,默认为抛出异常。

5.2 线程池中的线程创建时机?

如果当前线程数少于 corePoolSize,那么提交任务的时候创建一个新的线程,并由这个线程执行这个任务;

如果当前线程数已经达到 corePoolSize,那么将提交的任务添加到队列中,等待线程池中的线程去队列中取任务;

如果队列已满,那么创建新的线程来执行任务,需要保证池中的线程数不会超过 maximumPoolSize,如果此时线程数超过了 maximumPoolSize,那么执行拒绝策略。

5.3 任务执行过程中发生异常怎么处理?

如果某个任务执行出现异常,那么执行任务的线程会被关闭,而不是继续接收其他任务。然后会启动一个新的线程来代替它。

5.4 什么时候会执行拒绝策略?

  ● workers 的数量达到了 corePoolSize,任务入队成功,以此同时线程池被关闭了,而且关闭线程池并没有将这个任务出队,那么执行拒绝策略。这里说的是非常边界的问题,入队和关闭线程池并发执行,读者仔细看看

  ● execute 方法是怎么进到第一个 reject(command) 里面的。

  ● workers 的数量大于等于 corePoolSize,准备入队,可是队列满了,任务入队失败,那么准备开启新的线程,可是线程数已经达到 maximumPoolSize,那么执行拒绝策略。

6 参考资料

  书籍:《码出高效:Java开发手册》

  Java核心技术36讲:http://t.cn/EwUJvWA

  深度解读 java 线程池设计思想及源码实现:https://javadoop.com/post/java-thread-pool

  Java线程池-ThreadPoolExecutor源码解析(基于Java8):https://www.imooc.com/article/42990

备注

  原文链接:https://blog.csdn.net/sufu1065/article/details/84336515

 

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