徹底弄懂 Java 執行緒池原理

2021-09-19 20:13:35 字數 2514 閱讀 8035

首先需要介紹一下執行緒池的兩個重要成員：

atominteger 型別。高3位儲存執行緒池狀態，低29位儲存當前執行緒數量。workercountof(c) 返回當前執行緒數量。runstateof(c) 返回當前執行緒池狀態。 執行緒池有如下狀態：

需要注意的是，worker 本身並不區分核心執行緒和非核心執行緒，核心執行緒只是概念模型上的叫法，特性是依靠對執行緒數量的判斷來實現的worker 特性如下：

submit 返回乙個 future 物件，我們可以呼叫其 get 方法獲取任務執行的結果。**很簡單，就是將 runnable 包裝成 futuretask 而已。可以看到，最終還是呼叫 execute 方法：

public future> submit(runnable task) 


複製**
futuretask 的**就不貼了，簡述一下原理：

工作執行緒數小於核心執行緒數時，直接新建核心執行緒執行任務；

大於核心執行緒數時，將任務新增進等待佇列；

佇列滿時，建立非核心執行緒執行任務；

工作執行緒數大於最大執行緒數時，拒絕任務

具體的**分析如下：

int c = ctl.get();


if (workercountof(c) < corepoolsize) 


if (isrunning(c) && workqueue.offer(command)) 


else if (!addworker(command, false)) //新增到佇列失敗，說明佇列已滿，建立非核心執行緒執行任務


reject(command); //執行失敗說明達到最大執行緒數，拒絕任務


複製**
執行緒池使用 addworker 方法新建執行緒，第乙個引數代表要執行的任務，執行緒會將這個任務執行完畢後再從佇列取任務執行。第二引數是核心執行緒的標誌，它並不是 worker 本身的屬性，在這裡只用來判斷工作執行緒數量是否超標。

這個方法可以分成兩部分，第一部分進行一些前置判斷，並使用迴圈 cas 結構將執行緒數量加1。**如下：

private boolean addworker(runnable firsttask, boolean core) 


}... ...


}複製**
第二部分負責新建並啟動執行緒，並將 worker 新增至 hashset 中。**很簡單，沒什麼好注釋的，用了 reentrantlock 確保執行緒安全。

boolean workerstarted = false;


boolean workeradded = false;


worker w = null;


try 


} finally 


if (workeradded) 


}} finally 


return workerstarted;


}複製**
在 addworker 方法中，執行緒會被啟動。新建執行緒時，worker 將自身傳入，所以執行緒啟動後會執行 worker 的 run 方法，這個方法呼叫了 threadpoolexecutor 的 runworker 方法執行任務，runworker 中會迴圈取任務執行，執行邏輯如下：

具體**分析如下：

final void runworker(worker w)  catch (runtimeexception x)  catch (error x)  catch (throwable x)  finally 


} finally 


}completedabruptly = false;


} finally 


}複製**
在 runworker 方法中 gettask 方法返回 null 之後會導致執行緒執行完畢，被移除出 hashset，從而被系統銷毀。 執行緒的超時機制也是在這個方法實現的，借助於 blockingqueue 的 poll 和 take 方法。

超時機制實現原理如下：

具體**如下：

private runnable gettask() 


int wc = workercountof(c);


// 允許核心執行緒超時或者執行緒數大於核心執行緒


boolean timed = allowcorethreadtimeout || wc > corepoolsize;


// timed && timedout 這兩個引數結合起來控制超時機制


if ((wc > maximumpoolsize || (timed && timedout))


&& (wc > 1 || workqueue.isempty())) 


try catch (interruptedexception retry) 


}}複製**


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