并发编程(十)线程池核心原理与源码剖析

线程池核心原理与源码剖析

线程池的状态

  • RUNNING:能够接收新任务,以及对新加的任务进行任务,创建线程池的默认状态。
  • SHUTDOWN:不再接收新任务,会继续处理完正在处理的任务和阻塞队列中的任务,调用shutdown()更改状态。
  • STOP:不在接收新任务,不再处理阻塞队列中的任务,并中断线程池中正在处理的任务,调用shutdownNow()更改状态。
  • TINY: SHUTDOWN状态时,所有任务已中止,阻塞队列中的任务数量为0;STOP状态时,所有任务已中止
  • TERMINATED:线程池彻底终止。

线程池的重要属性&方法

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;
private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; }
private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY; }
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }
  • ctl:高三位记录线程池的状态,低29位保存线程池的线程数量
  • COUNT_BITS:低29位
  • CAPACITY:线程池的线程容量,2^29-1
  • runStateOf:获取运行状态
  • workerCountOf:获取活动线程的数量
  • ctlOf:得出运行状态和活动线程的值,新的ctl

线程池的具体实现

Executor具体实现.png

  • ThreadPoolExecutor:默认线程池
  • ScheduledThreadPoolExecutor:定时任务线程池

线程池的创建

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler)
  • corePoolSize:核心线程数,当提交一个任务时,线程池会创建一个新线程处理任务,直到线程数量等于corePoolSize,后续再提交线程时会将线程放入阻塞队列。

  • maximumPoolSize:最大线程数,当阻塞队列已满,此时再提交任务时,会创建非核心线程进行处理,线程池中创建的线程数量必须小于maximumPoolSize

  • keepAliveTime:线程空闲时间,当线程池中的线程数量大于corePoolSize(存在非核心线程),如果此时没有新的任务提交,非核心线程不会立即销毁,而是会等待,直到等待时间超过了keepAliveTime

  • unit:线程空闲的时间单位

  • workQueue:用来保存等待被执行的任务的阻塞队列,JDK中提供了以下阻塞队列

    • ArrayBlockingQueue:基于数组结构的有界阻塞队列,按FIFO排序任务
    • LinkedBlockingQuene:基于链表结构的有界阻塞队列,按FIFO排序任务,吞吐量通常要高于ArrayBlockingQuene
    • SynchronousQuene:一个不存储元素的阻塞队列,每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作,否则插入操作一直处于阻塞状态,吞吐量通常要高于LinkedBlockingQuene
    • PriorityBlockingQueue:具有优先级的无界阻塞队列
  • threadFactory:用于创建新线程

  • handler:饱和策略,当阻塞队列满了,且没有空闲的工作线程,如果继续提交任务,必须采取一种策略处理该任务,线程池提供了4种策略:

    • AbortPolicy:直接抛出异常,默认策略
    • CallerRunsPolicy:用调用者所在的线程来执行任务
    • DiscardOldestPolicy:丢弃阻塞队列中靠最前的任务,并执行当前任务
    • DiscardPolicy:直接丢弃任务

    当然也可以根据应用场景实现RejectedExecutionHandler接口,自定义饱和策略,如记录日志或持久化存储不能处理的任务。

线程池核心原理

线程池原理.png

execute方法注释

public void execute(Runnable command) {
        int c = ctl.get();
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {//线程池里面的线程数量小于核心线程
            if (addWorker(command, true))
                //addWorker方法会开启一个新线程,如果线程池已停或者线程数量已满,返回false
                return;
            c = ctl.get();
        }
        //走到这里这里表示要么线程池停止了,要么核心线程满了
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            //这里表示加入到阻塞队列里
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)//如果线程池里面没有线程,有线程就不管,让原有线程处理阻塞队列的任务
                addWorker(null, false);//创建一个非核心线程
        }
        //这里表示线程池停了或阻塞队列满了,创建一个非核心线程处理新任务
        else if (!addWorker(command, false))
            //线程池停了,或者线程池的最大线程数量已经满了
            reject(command);
    }
# 线程池 

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