线程池ThreadPoolExecutor实现原理
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2022-11-11 13:23:59
线程属于稀缺资源,对于线程的创建规则,引用《阿里巴巴 Java 手册》中的一条进行说明。 本篇从源码方面介绍ThreadPoolExecutor对象,并简要解析线程池工作原理。 首先ThreadPoolExecutor中定义了几个线程池状态常量。 RUNNING是运行状态,线程池可以接收新任务 SH ......
线程属于稀缺资源,对于线程的创建规则,引用《阿里巴巴 java 手册》中的一条进行说明。
本篇从源码方面介绍threadpoolexecutor对象,并简要解析线程池工作原理。
首先threadpoolexecutor中定义了几个线程池状态常量。
// runstate is stored in the high-order bits private static final int running = -1 << count_bits; private static final int shutdown = 0 << count_bits; private static final int stop = 1 << count_bits; private static final int tidying = 2 << count_bits; private static final int terminated = 3 << count_bits;
- running是运行状态,线程池可以接收新任务
- shutdown是在调用shutdown()方法以后处在的状态。表示不再接收新任务,但队列中的任务可以执行完毕
- stop是在调用shutdownnow()方法以后的状态。不再接收新任务,中断正在执行的任务,抛弃队列中的任务
- tidying表示所有任务都执行完毕
- terminated为中止状态,调用terminated()方法后,尝试更新为此状态
看一下构造方法的参数
public threadpoolexecutor(int corepoolsize,int maximumpoolsize,long keepalivetime,timeunit unit,blockingqueue<runnable> workqueue, threadfactory threadfactory, rejectedexecutionhandler handler) { }
- corepoolsize是线程池的核心线程数
- maximumpoolsize是线程池允许的最大线程数
- keepalivetime为线程空闲时的存活时间
- unit是keepalivetime的单位
- workqueue是用来保存等待被执行的线程的队列
- threadfactory,线程工厂,通常使用默认工厂,定义了线程名称生成规则。
- handler是当最大线程数和队列都满了以后,线程池的处理策略
这里可以简单看下jdk中已有的4种饱和策略handler:
- abortpolicy:默认策略,直接抛出异常,throw new rejectedexecutionexception
- callerrunspolicy:如果线程池没有中止,直接用调用者的线程资源执行任务
- discardoldestpolicy:如果线程池没有中止,移除队列第一个任务,再执行当前任务
- discardpolicy:什么也不做,直接抛弃这个任务
也可以自定义饱和策略,只需实现rejectedexecutionhandler接口。
再看一下jdk中的workqueue队列:
- arrayblockingqueue:基于数组实现
- linkedblockingqueue:基于链表实现,默认容量integer.max_value
- synchronousquene:不存储元素,每个插入操作必须等待另一个线程调用移除操作
- priorityblockingquene:具有优先级的队列
jdk提供了executors工厂类。这里面有几种实例化线程池的方法:
public static executorservice newfixedthreadpool(int nthreads) { return new threadpoolexecutor(nthreads, nthreads, 0l, timeunit.milliseconds, new linkedblockingqueue<runnable>()); }
指定了线程数,且corepoolsize == maximumpoolsize。
public static executorservice newcachedthreadpool() { return new threadpoolexecutor(0, integer.max_value, 60l, timeunit.seconds, new synchronousqueue<runnable>()); }
可缓存线程池。最大线程数达到integer.max_value。所以在使用该线程池时,一定要控制并发数,不然会创建很多线程,占用大量资源。
public static executorservice newsinglethreadexecutor() { return new finalizabledelegatedexecutorservice (new threadpoolexecutor(1, 1, 0l, timeunit.milliseconds, new linkedblockingqueue<runnable>())); }
只有一个线程的线程池,可以保证提交任务的顺序执行。
上面的实例方法都很方便,但是在开发中创建线程池时,最好不好使用executors类中的初始化方法。见《阿里巴巴 java 手册》:
最后看一下threadpoolexecutor执行任务的方法
public void execute(runnable command) { if (command == null) throw new nullpointerexception(); int c = ctl.get(); if (workercountof(c) < corepoolsize) { if (addworker(command, true)) return; c = ctl.get(); } if (isrunning(c) && workqueue.offer(command)) { int recheck = ctl.get(); if (! isrunning(recheck) && remove(command)) reject(command); else if (workercountof(recheck) == 0) addworker(null, false); } else if (!addworker(command, false)) reject(command); }
- 判断command是否为空
- 获取线程状态
- 计算线程池中的线程数量,如果数量小于corepoolsize,就创建一个新线程执行任务
- 如果线程池正在运行状态,且写入队列成功。
- 再次获取线程池状态。判断,如果线程状态变成了非运行状态,就从队列中移除任务,调用reject()方法执行饱和策略handler
- 如果线程池为空,就创建一个新线程执行任务
- 如果第4步判断没有通过,尝试建立线程执行任务,若没有成功,就执行饱和策略handler
以一张简单的流程图描述上面的步骤:
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