概要

(一) ThreadFactory

线程池中的ThreadFactory是一个线程工厂,线程池创建线程都是通过线程工厂对象(threadFactory)来完成的。

类图如下:


上面所说的threadFactory对象,是通过 Executors.defaultThreadFactory()返回的。Executors.java中的defaultThreadFactory()源码如下:

public static ThreadFactory defaultThreadFactory() {
return new DefaultThreadFactory();
}

defaultThreadFactory()返回DefaultThreadFactory对象。Executors.java中的DefaultThreadFactory()源码如下:

static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
private final ThreadGroup group;
private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
private final String namePrefix; DefaultThreadFactory() {
SecurityManager s = System.getSecurityManager();
group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
Thread.currentThread().getThreadGroup();
namePrefix = "pool-" +
poolNumber.getAndIncrement() +
"-thread-";
} // 提供创建线程的API。
public Thread newThread(Runnable r) {
// 线程对应的任务是Runnable对象r
Thread t = new Thread(group, r,
namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
0);
// 设为“非守护线程”
if (t.isDaemon())
t.setDaemon(false);
// 将优先级设为“Thread.NORM_PRIORITY”
if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
return t;
}
}

说明:ThreadFactory的作用就是提供创建线程的功能的线程工厂。
         它是通过newThread()提供创建线程功能的,下面简单说说newThread()。newThread()创建的线程对应的任务是Runnable对象,它创建的线程都是“非守护线程”而且“线程优先级都是Thread.NORM_PRIORITY”。

(二)  RejectedExecutionHandler

线程池的拒绝策略,是指当任务添加到线程池中被拒绝,而采取的处理措施。
当任务添加到线程池中之所以被拒绝,可能是由于:第一,线程池异常关闭。第二,任务数量超过线程池的最大限制。

线程池共包括4种拒绝策略,它们分别是:AbortPolicyCallerRunsPolicyDiscardOldestPolicyDiscardPolicy

AbortPolicy         -- 当任务添加到线程池中被拒绝时,它将抛出 RejectedExecutionException 异常。
CallerRunsPolicy -- 当任务添加到线程池中被拒绝时,会在线程池当前正在运行的Thread线程中处理被拒绝的任务。
DiscardOldestPolicy -- 当任务添加到线程池中被拒绝时,线程池会放弃等待队列中最旧的未处理任务,然后将被拒绝的任务添加到等待队列中。
DiscardPolicy -- 当任务添加到线程池中被拒绝时,线程池将丢弃被拒绝的任务。

线程池默认的处理策略是AbortPolicy!

注意1:AbortPolicy,CallerRunsPolicy,DiscardPolicy和DiscardOldestPolicy都是rejectedExecution的一种实现,而且都是ThreadPoolExecutor的内部类。
    当然也可以自己定义个rejectedExecution实现。

类图:


defaultHandler的定义如下:

private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy();

AbortPolicy的源码如下:

public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {
public AbortPolicy() { } // 抛出异常
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
" rejected from " +
e.toString());
}
}
CallerRunsPolicy 源码
    public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/**
* Creates a {@code CallerRunsPolicy}.
*/
public CallerRunsPolicy() { } /**
* Executes task r in the caller's thread, unless the executor
* has been shut down, in which case the task is discarded.
*
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
*/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
r.run();
}
}
}
DiscardPolicy源码:
    public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/**
* Creates a {@code DiscardPolicy}.
*/
public DiscardPolicy() { } /**
* Does nothing, which has the effect of discarding task r.
*
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
*/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
}
}
DiscardOldestPolicy 源码:
    public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/**
* Creates a {@code DiscardOldestPolicy} for the given executor.
*/
public DiscardOldestPolicy() { } /**
* Obtains and ignores the next task that the executor
* would otherwise execute, if one is immediately available,
* and then retries execution of task r, unless the executor
* is shut down, in which case task r is instead discarded.
*
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
*/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
e.getQueue().poll();
e.execute(r);
}
}
}

(三) 添加任务到“线程池”

1. execute()

execute()定义在ThreadPoolExecutor.java中,源码如下:

public void execute(Runnable command) {
// 如果任务为null,则抛出异常。
if (command == null)
throw new NullPointerException();
// 获取ctl对应的int值。该int值保存了"线程池中任务的数量"和"线程池状态"信息
int c = ctl.get();
// 当线程池中的任务数量 < "核心池大小"时,即线程池中少于corePoolSize个任务。
// 则通过addWorker(command, true)新建一个线程,并将任务(command)添加到该线程中;然后,启动该线程从而执行任务。
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
// 当线程池中的任务数量 >= "核心池大小"时,
// 而且,"线程池处于允许状态"时,则尝试将任务添加到阻塞队列中。
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
// 再次确认“线程池状态”,若线程池异常终止了,则删除任务;然后通过reject()执行相应的拒绝策略的内容。
int recheck = ctl.get();
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
// 否则,如果"线程池中任务数量"为0,则通过addWorker(null, false)尝试新建一个线程,新建线程对应的任务为null。
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
addWorker(null, false);
}
// 通过addWorker(command, false)新建一个线程,并将任务(command)添加到该线程中;然后,启动该线程从而执行任务。
// 如果addWorker(command, false)执行失败,则通过reject()执行相应的拒绝策略的内容。
else if (!addWorker(command, false))
reject(command);
}

说明:execute()的作用是将任务添加到线程池中执行。它会分为3种情况进行处理:
        情况1 -- 如果"线程池中任务数量" < "核心池大小"时,即线程池中少于corePoolSize个任务;此时就新建一个线程,并将该任务添加到线程中进行执行。
        情况2 -- 如果"线程池中任务数量" >= "核心池大小",并且"线程池是允许状态";此时,则将任务添加到阻塞队列中阻塞等待。在该情况下,会再次确认"线程池的状态",如果"第2次读到的线程池状态"和"第1次读到的线程池状态"不同,则从阻塞队列中删除该任务。
        情况3 -- 非以上两种情况。在这种情况下,尝试新建一个线程,并将该任务添加到线程中进行执行。如果执行失败,则通过reject()拒绝该任务。

2. addWorker()

addWorker()的源码如下:

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
retry:
// 更新"线程池状态和计数"标记,即更新ctl。
for (;;) {
// 获取ctl对应的int值。该int值保存了"线程池中任务的数量"和"线程池状态"信息
int c = ctl.get();
// 获取线程池状态。
int rs = runStateOf(c); // 有效性检查
if (rs >= SHUTDOWN &&
! (rs == SHUTDOWN &&
firstTask == null &&
! workQueue.isEmpty()))
return false; for (;;) {
// 获取线程池中任务的数量。
int wc = workerCountOf(c);
// 如果"线程池中任务的数量"超过限制,则返回false。
if (wc >= CAPACITY ||
wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
return false;
// 通过CAS函数将c的值+1。操作失败的话,则退出循环。
if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
break retry;
c = ctl.get(); // Re-read ctl
// 检查"线程池状态",如果与之前的状态不同,则从retry重新开始。
if (runStateOf(c) != rs)
continue retry;
// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
}
} boolean workerStarted = false;
boolean workerAdded = false;
Worker w = null;
// 添加任务到线程池,并启动任务所在的线程。
try {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
// 新建Worker,并且指定firstTask为Worker的第一个任务。
w = new Worker(firstTask);
// 获取Worker对应的线程。
final Thread t = w.thread;
if (t != null) {
// 获取锁
mainLock.lock();
try {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c); // 再次确认"线程池状态"
if (rs < SHUTDOWN ||
(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
if (t.isAlive()) // precheck that t is startable
throw new IllegalThreadStateException();
// 将Worker对象(w)添加到"线程池的Worker集合(workers)"中
workers.add(w);
// 更新largestPoolSize
int s = workers.size();
if (s > largestPoolSize)
largestPoolSize = s;
workerAdded = true;
}
} finally {
// 释放锁
mainLock.unlock();
}
// 如果"成功将任务添加到线程池"中,则启动任务所在的线程。
if (workerAdded) {
t.start();
workerStarted = true;
}
}
} finally {
if (! workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
// 返回任务是否启动。
return workerStarted;
}

说明
    addWorker(Runnable firstTask, boolean core) 的作用是将任务(firstTask)添加到线程池中,并启动该任务。
    core为true的话,则以corePoolSize为界限,若"线程池中已有任务数量>=corePoolSize",则返回false;core为false的话,则以maximumPoolSize为界限,若"线程池中已有任务数量>=maximumPoolSize",则返回false。
    addWorker()会先通过for循环不断尝试更新ctl状态,ctl记录了"线程池中任务数量和线程池状态"。
    更新成功之后,再通过try模块来将任务添加到线程池中,并启动任务所在的线程。

从addWorker()中,我们能清晰的发现:线程池在添加任务时,会创建任务对应的Worker对象;而一个Workder对象包含一个Thread对象。(01) 通过将Worker对象添加到"线程的workers集合"中,从而实现将任务添加到线程池中。 (02) 通过启动Worker对应的Thread线程,则执行该任务。

3. submit()

补充说明一点,submit()实际上也是通过调用execute()实现的,源码如下:

public Future<?> submit(Runnable task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
execute(ftask);
return ftask;
}

(四) 关闭“线程池”

shutdown()的源码如下:

public void shutdown() {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
// 获取锁
mainLock.lock();
try {
// 检查终止线程池的“线程”是否有权限。
checkShutdownAccess();
// 设置线程池的状态为关闭状态。
advanceRunState(SHUTDOWN);
// 中断线程池中空闲的线程。
interruptIdleWorkers();
// 钩子函数,在ThreadPoolExecutor中没有任何动作。
onShutdown(); // hook for ScheduledThreadPoolExecutor
} finally {
// 释放锁
mainLock.unlock();
}
// 尝试终止线程池
tryTerminate();
}

说明:shutdown()的作用是关闭线程池。

转自:http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3509954.html

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