第3处
与第1处的标签呼应,AtomicInteger
对象的加1操作是原子性的。break retry
表 直接跳出与retry
相邻的这个循环体
第4处
此continue
跳转至标签处,继续执行循环.
如果条件为false,则说明线程池还处于运行状态,即继续在for(;)
循环内执行.
第5处
compareAndIncrementWorkerCount方法执行失败的概率非常低.
即使失败,再次执行时成功的概率也是极高的,类似于自旋原理.
这里是先加1,创建失败再减1,这是轻量处理并发创建线程的方式;
如果先创建线程,成功再加1,当发现超出限制后再销毁线程,那么这样的处理方式明显比前者代价要大.
第6处
Worker
对象是工作线程的核心类实现。它实现了Runnable
接口,并把本对象作为参数输入给run()
中的runWorker (this)
。所以内部属性线程thread
在start
的时候,即会调用runWorker
。
private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable { /** * This class will never be serialized, but we provide a * serialVersionUID to suppress a javac warning. */ private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L; /** Thread this worker is running in. Null if factory fails. */ final Thread thread; /** Initial task to run. Possibly null. */ Runnable firstTask; /** Per-thread task counter */ volatile long completedTasks; /** * Creates with given first task and thread from ThreadFactory. * @param firstTask the first task (null if none) */ Worker(Runnable firstTask) { setState(-1); // 直到调用runWorker前,禁止被中断 this.firstTask = firstTask; this.thread = getThreadFactory().newThread(this); } /** 将主线程的 run 循环委托给外部的 runWorker 执行 */ public void run() { runWorker(this); } // Lock methods // // The value 0 represents the unlocked state. // The value 1 represents the locked state. protected boolean isHeldExclusively() { return getState() != 0; } protected boolean tryAcquire(int unused) { if (compareAndSetState(0, 1)) { setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); return true; } return false; } protected boolean tryRelease(int unused) { setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); return true; } public void lock() { acquire(1); } public boolean tryLock() { return tryAcquire(1); } public void unlock() { release(1); } public boolean isLocked() { return isHeldExclusively(); } void interruptIfStarted() { Thread t; if (getState() >= 0 && (t = thread) != null && !t.isInterrupted()) { try { t.interrupt(); } catch (SecurityException ignore) { } } } }
setState(-1)是为何
设置个简单的状态,检查状态以防止中断。在调用停止线程池时会判断state 字段,决定是否中断之。
t 到底是谁?
源码分析
/** * 检查是否可以根据当前池状态和给定的边界(核心或最大) * 添加新工作线程。如果是这样,工作线程数量会相应调整,如果可能的话,一个新的工作线程创建并启动 * 将firstTask作为其运行的第一项任务。 * 如果池已停止此方法返回false * 如果线程工厂在被访问时未能创建线程,也返回false * 如果线程创建失败,或者是由于线程工厂返回null,或者由于异常(通常是在调用Thread.start()后的OOM)),我们干净地回滚。 */ private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) { /** * Check if queue empty only if necessary. * * 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,也就是 STOP, TIDYING, 或 TERMINATED * 2. firstTask != null * 3. workQueue.isEmpty() * 简单分析下: * 状态控制的问题,当线程池处于 SHUTDOWN ,不允许提交任务,但是已有任务继续执行 * 当状态大于 SHUTDOWN ,不允许提交任务,且中断正在执行任务 * 多说一句:若线程池处于 SHUTDOWN,但 firstTask 为 null,且 workQueue 非空,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 // 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(); // Re-read ctl // 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 */ // 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 { // 把 firstTask 传给 worker 的构造方法 w = new Worker(firstTask); // 取 worker 中的线程对象,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) { //先加锁 final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; // 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 { // Recheck while holding lock. // Back out on ThreadFactory failure or if // shut down before lock acquired. int rs = runStateOf(ctl.get()); // 小于 SHUTTDOWN 即 RUNNING // 如果等于 SHUTDOWN,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 不能是已启动的 if (t.isAlive()) // precheck that t is startable throw new IllegalThreadStateException(); // 加到 workers 这个 HashSet 中 workers.add(w); int s = workers.size(); if (s > largestPoolSize) largestPoolSize = s; workerAdded = true; } } finally { mainLock.unlock(); } // 若添加成功 if (workerAdded) { // 启动线程 t.start(); workerStarted = true; } } } finally { // 若线程没有启动,做一些清理工作,若前面 workCount 加了 1,将其减掉 if (! workerStarted) addWorkerFailed(w); } // 返回线程是否启动成功 return workerStarted; }
看下 addWorkFailed
记录 workers 中的个数的最大值,因为 workers 是不断增加减少的,通过该值可知线程池的大小的历史峰值。只有拿到主锁才能访问。
private int largestPoolSize;
runWorker
// worker 线程启动后调用 // 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 { // 自旋,不断从等待队列获取任务,执行之 // 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); } }