剖析ThreadPoolExecutor 原理

背景

ThreadExecutorPool是使用最多的线程池组件,了解它的原始资料最好是从从设计者(Doug Lea)的口中知道它的来龙去脉。在Jdk1.6中,ThreadPoolExecutor直接继承了AbstractExecutorService, 并层级实现了ExecutorService和Executor接口。

实现原理

当一个任务通过executor调度的时候,线程池需要做:

1.判断当前线程数目是否小于核心线程数目,如果小于,则创建线程调度(注意:即便有空闲线程依旧创建);

2.如果线程线程数目等于核心线程数目,但等待队列未满,则将任务加入等待队列BlockQueue;

3.如果线程数目等于核心线程数,切等待队列慢的话,且当前线程数目小于最大可创建数目,则急救创建新的线程数处理,但是处理完后会销毁这些线程;

4.如果线程数目等于最大可创建线程数,则执行拒绝策略RejectedExecutionHandller;

下面我们看看源码:


源码

ctl.get()方法是判断线程池的状态,目前有以下状态:

RUNNING:接受新任务并处理队列任务

SHUTDOWN:不接受新任务,但处理队列任务

STOP:不接受新任务,不处理排队任务

TIDYING: 所有的线程都终止了(包括queue中),同时workerCount为0,那么此时进入TIDYING

TERMINATED: terminated()方法结束,变为TERMINATED

我们看到如果当前线程数目小于核心线程数的话,就调用addWork,即增加线程数(Worker是一个实现了Runable的内部类,可以直接当做是线程,负责处理任务),否则的话,则直接丢入等待队列,丢入队列时候依旧判断线程状态,如果状态非运行状态,也就是不是上面提到的Running 的状态,则直接拒绝添加任务;

最后如果无法添加线程,则执行拒绝策略;

拒绝的策略有以下几类:

1. Reject 直接抛出Reject exception

2. Discard 直接忽略该runnable,不可取

3. DiscardOldest 丢弃最早入队列的的任务

4. CallsRun 直接让原先的client thread做为worker线程,进行执行,大致意思就是让调用方自己控制

现在我们再看看addWorkder这个核心方法是如何添加的:


源码

首先依旧判断线程状态,因为只有状态是RUNNING才可以创建线程,如果满足状态的怕,则通过调用CAS的方法循环尝试判断是否可以创建线程,如满足则,跳出循环,下面创建Workder 


源码

首先看看Worker这个内部类:

成员变量:

1.Thread 正在运行的线程

2.firstTask  开始运行的初始任务,可以为空

3.completedTasks 线程计数器

Worker执行任务时,即上面的run()方法,需要先获取runLock,此处的目的是在任务的执行过程中防止worker线程被中断。然后双重检查是否线程池已停止或者中断。最好开始执行任务,此时调用用户自定的钩子方法,可在执行前和执行后作相应的处理。在Worker自身的run方法体中,需要先获取任务,调用实际的runTask。在获取任务的操作中,getTask()由于是阻塞获取,则保证了线程的最终存活的可能。

最后我们看看线程池的终止:


源码


cheackShutdownAccess这方法的源码注释大致的意思就是坚持调用该方法时候是否有权限允许中断线程,如果允许则将线程池的状态改成SHUTDOWN,即不在添加任务,但依旧处理队列里的任务,接着是中断interruptIdleWorkers()线程,我们可以看看这方法的源码


源码

循环遍历,尝试获取锁,并中断,刚刚我们看到work的run方法是加锁的,也就是说,如果没有获取到锁的话,是不能中断,也就是说,正在运行的线程是不会被中断的,也就是说针对空闲线程。最后会执行finally的tryTerminate方法也就是进入终止状态,下面我继续看看源码:


源码

进入终止状态的时候 需要由SHUTDOWN进入TIDING而这个状态需要workQueue为空,而进入TERMINATED状态则需要把workcount清0,。

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