Java线程池源码及原理
1 说明
下面如果有贴出源码,对应的源码是JDK8
主要的源码类
java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor、
java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.Worker
java.util.concurrent.AbstractExecutorService
1.1类继承图
2 线程池的状态
3 源码分析
3.1完整的线程池构造方法
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
3.2 ctl
内部有重要的成员变量ctl,类型是AtomicInteger,低29位表示线程池中线程数,通过高3位表示线程池的运行状态
COUNT_BITS的值是29
1、RUNNING:-1 << COUNT_BITS,即高3位为111,该状态的线程池会接收新任务;
2、SHUTDOWN: 0 << COUNT_BITS,即高3位为000,该状态的线程池不会接收新任务;
3、STOP : 1 << COUNT_BITS,即高3位为001;
4、TIDYING : 2 << COUNT_BITS,即高3位为010, 所有的任务都已经终止;
5、TERMINATED: 3 << COUNT_BITS,即高3位为011, terminated()方法已经执行完成
3.3 任务的执行
execute --> addWorker --> Thread.start --> (Thread.run) --> runTask --> getTask
3.3.1 execute(Runnable command)
大致分三个步骤
1、当前运行的线程数量是否小于corePoolSize,直接尝试addWorker()
2、往阻塞队列里面放入Runnable任务
3、如果队列已经满了,直接尝试addWorker()
3.3.2 addWorker(Runnable firstTask, boolean core)
1、前置判断线程池的状态
2、通过CAS操作让ctl加1,表示运行线程数增加1个
3、构造一个Worker w,这里要特别注意构造方法里面的这行代码,this.thread = getThreadFactory().newThread(this),可以看到构造方法内,有一个Thread对象,其使用了ThreadFactory构造了一个新的线程,并且线程的runable是worker本身。
4、执行w.thread.start(),也就是说,当该线程被运行时,Worker中的run方法会被执行
3.3.3 runWorker(Worker w)
通过循环调用getTask()获取要执行的任务task
beforeExecute
task.run()
afterExecute
3.3.4 getTask()
直接贴源码了
private Runnable getTask() {
boolean timedOut = false; // 是否最后的 poll() 超时了?
for (;;) {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c);
// Check if queue empty only if necessary.
if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
decrementWorkerCount();
return null;
}
int wc = workerCountOf(c);
boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize; // worker是否需要被淘汰
if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
&& (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
// 这里会让线程的数量记录减,后面的return null,会导致runWorker没有获取到数据而让run()方法走到尽头,最终当前线程结束
if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
return null;
continue;
}
try {
// 如果需要回收一部分线程,那么超时时间keepAliveTime后拿不到就数据就继续循环调用,就可以在下一次循环的时候进行线程结束回收了;否则一直阻塞下去
Runnable r = timed ?
workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
workQueue.take();
if (r != null)
return r;
timedOut = true;
} catch (InterruptedException retry) {
timedOut = false;
}
}
}
4 任务执行,带返回值的
直接贴源码了
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
execute(ftask);
return ftask;
}
public Future<?> submit(Runnable task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
execute(ftask);
return ftask;
}
代码比较简单,把任务封装成一个既实现Runnable, 也实现Future的接口,这个时候就可以调用execute()进行实现了
5 参考资料
https://blog.csdn.net/programmer_at/article/details/79799267
https://blog.csdn.net/liuzhixiong_521/article/details/87856121
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