线程池_03_源码分析
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关键变量介绍:
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线程的状态
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5种
- RUNNABLE:运行状态,接受新任务,持续处理任务队列里的任务
- SHUTDOWN:不再接受新任务,但要处理任务队列里的任务
- STOP:不接受新任务,不再处理任务队列里的任务,中断正在进行中的任务
- TIDYING:表示线程池正在停止运作,中止所有任务,销毁所有工作线程
- TERMINATED:表示线程池已停止运作,所有工作线程已被销毁,所有任务已被清空或执行完毕
- 状态装换
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细节
- 线程的状态使用ctl表示,默认为 running
- private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
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ctl类型为AtomicInteger,那用一个基础如何表示以上五种状态以及线程池工作线程数量呢?int型变量占用4字节,共32位,因此采用位表示,可以解决上述问题。5种状态使用5种数值进行表示,需要占用3位,余下的29位就可以用来表示线程数。因此,高三位表示进程状态,低29位为线程数量,代码如下:
- private staticfinal int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3; // 值为29
- private staticfinal int CAPACITY = (1 <<COUNT_BITS) - 1; //高三位全为0,低29位全为1,因此线程数量的表示范围为 0 ~ 2^29
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因为ctl分位来表示状态和数量,下面几个状态仅看有效位的值
- private staticfinal int RUNNING = -1 <<COUNT_BITS; // 有效值为 111
- private staticfinal int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; // 有效值为 000
- private staticfinal int STOP = 1 << COUNT_BITS; // 有效值为 001
- private staticfinal int TIDYING = 2 << COUNT_BITS; // 有效值为 010
- private staticfinal int TERMINATED = 3 <<COUNT_BITS; // 有效值为 011
- 采用int分位表示线程池状态和线程数量; 并且提供runStateOf(): 获取线程池状态 和 workerCountOf(): 获取工作线程数量两个方法,均为二进制操作。
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5种
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工作线程(Worker)
- 线程池中的工作线程以Worker作为体现,真正工作的线程为Worker的成员变量,Worker即是Runnable,又是同步器。Worker从工作队列中取出任务来执行,并能通过Worker控制任务状态。
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线程的状态
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执行任务,源码分析:
- 1. execute() --提交线程任务;
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2. addWorker() -- 通过添加核心和非核心线程来执行任务
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private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
- int c = this.ctl.get(); // 获取当前ctl值
- label253:
- while(!runStateAtLeast(c, 0) || !runStateAtLeast(c, 536870912) && firstTask == null && !this.workQueue.isEmpty()) {
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// workerCountOf(c)-获取线程数 < core ? this.corePoolSize : this.maximumPoolSize 如果为true,核心线程;否则,非核心线程
- while(workerCountOf(c) < ((core ? this.corePoolSize : this.maximumPoolSize) & 536870911)) {
- // CAS操作增加线程数,跳出循环
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if (this.compareAndIncrementWorkerCount(c)) {
- boolean workerStarted = false;
- boolean workerAdded = false;
- ThreadPoolExecutor.Worker w = null;
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try {
- w = new ThreadPoolExecutor.Worker(firstTask);
- Thread t = w.thread;
-
if (t != null) {
- ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
- mainLock.lock();
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try {
-
int c = this.ctl.get();
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if (isRunning(c) || runStateLessThan(c, 536870912) && firstTask == null) {
-
if (t.isAlive()) {
- throw new IllegalThreadStateException();
- }
- this.workers.add(w);
- int s = this.workers.size();
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if (s > this.largestPoolSize) {
- this.largestPoolSize = s;
- }
- workerAdded = true;
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if (t.isAlive()) {
- }
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if (isRunning(c) || runStateLessThan(c, 536870912) && firstTask == null) {
-
} finally {
- mainLock.unlock();
- }
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if (workerAdded) {
- t.start();
- workerStarted = true;
- }
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int c = this.ctl.get();
- }
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} finally {
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if (!workerStarted) {
- this.addWorkerFailed(w);
- }
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if (!workerStarted) {
- }
- return workerStarted;
- }
- c = this.ctl.get();
- // 上面的CAS操作没成功,检查线程池状态与开始是否一致;如果一致,继续执行此for循环,否则重新执行retry代码块;自旋以期CAS成功,后续才能添加线程
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if (runStateAtLeast(c, 0)) {
- continue label253;
- }
- }
- return false;
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}
- return false;
- }
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addWorkerFailed(w)
- 首先是将Worker移除,然后通过CAS操作更新ctl,最后调用tryTerminate()操作尝试中止线程池。
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private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
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4. runWorker()
- 线程首个任务为firstTask,之后通过getTask()就从阻塞队列里任务。线程池提供了beforeExecute()和afterExecute()通知子类任务执行前后的回调,让子类有时机能执行自己的事情。如果线程池已没有任务了,工作线程达到了可退出的状态,则将线程退出。
- 线程池执行的任务的线程,也就是Workder里的Thread。因此在addWorker()中执行new ThreadPoolExecutor.Worker(firstTask)后;执行的是Worker.run(),run()则调用了ThreadPoolExecutor.runWorker()
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5. getTask()
- 线程池里的线程从阻塞队列里拿任务,如果存在非核心线程,假设阻塞队列里没有任务,那么非核心线程也要在等到keepAliveTime时间后才会释放。
- 如果当前仅有核心线程存在,如果允许释放核心线程的话,也就和非核线程的处理方式一样,反之,则通过take()一直阻塞直到拿到任务,这也就是线程池里的核心线程为什么不死的原因。
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6. processWorkerExit()
- 在线程没有拿到任务后,退出线程
- 释放工作线程也并没有区分核心与非核心,也是随机进行的。所谓随机,就是在前面所说的区间范围内,根据释放策略,哪个线程先达到获取不到任务的状态,就释放哪个线程。
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tryTerminate()
- 发现可以中止线程池时,中止,并调用terminated()进行通知。如果线程池处于RUNNABLE状态,什么也不做,否则尝试中断一个线程。中断线程通过interruptIdleWorker()完成。