ThreadPoolExecutor原始碼分析

執行緒池的狀態

只有了解執行緒池的幾個狀態，才能讀懂它的核心原始碼。所以先說說這幾個狀態

running：為執行緒池初始化時的預設狀態，此狀態會接收任務進行處理

shutdown: 該狀態下的執行緒池不接收任何任務，但會等待正在執行的任務執行完。通常呼叫shutdown() 方法完成設定

stop: 該狀態的執行緒池不接收任何任務，同時不會等待正在執行的任務執行完畢。通常呼叫shutdownnow() 方法完成設定

tidying:該狀態下的執行緒池內，沒有任何執行緒和任務

terminated:該狀態為執行緒池的終態，通常呼叫tryterminate()方法完成設定

大多數情況下執行緒池的乙個生命週期流轉大概是running -> (shutdown,stop)-> tidying -> terminated

這幾個狀態在threadpoolexecutor原始碼中，通過乙個ctl的整型原子變數標識，高3位標識執行緒狀態，低29位標識執行緒數量。翻看原始碼就能看到

為執行緒池的核心方法,呼叫該方法任務就會執行，直接看下面**注釋吧

public void execute(runnable command) 
// 如果當前執行緒池的執行緒數量 > corepoolsize
// 且當前執行緒是否處於running ，則新增任務到佇列
if (isrunning(c) && workqueue.offer(command)) 
// 如果任務佇列滿，則新增worker物件，如果新增失敗執行拒絕策略
else if (!addworker(command, false))
reject(command);
}

以上為核心原始碼的分析，無非就是根據執行緒池情況新增worker、任務入隊、執行拒絕策略。可以看看下面這個流程圖，可能會更清晰

到這裡，我們可以來講講addworker 了。這個方法會封裝成乙個worker物件，然後執行任務。看看worker物件的類圖：

worker實現runnable介面、繼承abstractqueuedsynchronizer，持有乙個thread的成員變數。所以可以把worker物件看成乙個執行緒，同時擁有abstractqueuedsynchronizer的屬性和方法，因此它能夠進行加鎖和釋放鎖的操作。

ok，逐步跟進來看看addworker方法裡面的邏輯。

private boolean addworker(runnable firsttask, boolean core) 
}boolean workerstarted = false;
boolean workeradded = false;
worker w = null;
try 
} finally 
if (workeradded) 
}} finally 
return workerstarted;
}

整體還不算複雜，核心就是根據傳入的任務建立乙個worker物件，然後啟動worker。

下面來看看worker啟動的邏輯，前面說過了worker實現runnable介面，所以啟動將會觸發執行run方法，而run方法最終調的是runworker()方法。

final void runworker(worker w)  catch (runtimeexception x)  catch (error x)  catch (throwable x)  finally 
} finally 
}completedabruptly = false;
} finally 
}

整個方法的邏輯其實也不算複雜，就是當前worker不斷死迴圈獲取佇列裡面是否有任務。有，就加鎖然後執行任務。無，就阻塞等待獲取任務。那什麼情況下才會跳出整個死迴圈，執行processworkerexit呢？這裡就需要看下gettask() 方法邏輯了。

private runnable gettask() 
int wc = workercountof(c);
// 超時時間的標識，[是否設定了核心執行緒數的超時時間 或者 當前執行緒數量是否大於核心執行緒數 ]，
//因為我們知道執行緒池執行的執行緒數量如果大於核心執行緒數，多出來的那部分執行緒是需要被**的。
boolean timed = allowcorethreadtimeout || wc > corepoolsize;
if ((wc > maximumpoolsize || (timed && timedout))
&& (wc > 1 || workqueue.isempty())) 
try  catch (interruptedexception retry) }}

最後，來看下processworkerexit() 方法處理了哪些邏輯

private void processworkerexit(worker w, boolean completedabruptly)  finally 
//嘗試將執行緒池狀態設定為 terminate
tryterminate();
//主要判斷當前執行緒池的執行緒數是否小於corepoolsize，如果小於繼續新增worker物件
int c = ctl.get();
if (runstatelessthan(c, stop)) 
addworker(null, false);}}

這個方法主要就是移除worker物件，然後嘗試將執行緒池的狀態更改為terminate。這裡需要講一下tryterminate方法邏輯，因為它和執行緒池awaittermination()方法有一定的關聯，來看看它的**。

final void tryterminate() 
final reentrantlock mainlock = this.mainlock;
//獲取mainlock鎖
mainlock.lock();
try  finally 
return;
}} finally }}

到這裡，執行緒池execute方法大致的邏輯就完了。可以再看看時序圖，理清下幾個方法和類之間的呼叫。中斷執行緒池的執行緒，會等待正在執行的執行緒結束執行，來看看原始碼它是怎麼實現的

public void shutdown()  finally 
//execute方法，我們分析過了，主要就是嘗試將執行緒池的狀態設定為terminate
tryterminate();
}

該方法我們比較關注的點是 interruptidleworkers方法，是怎樣中斷空閒worker，然後是如何保證worker執行完畢的？看看**就知道了

private void interruptidleworkers(boolean onlyone)  catch (securityexception ignore)  finally 
}if (onlyone)
break;
}} finally 
}

到這裡，核心邏輯就是通過w這個鎖來完成的。

public listshutdownnow()  finally 
tryterminate();
return tasks;    private void interruptworkers()  finally }}

原始碼和shutdown差不多，只不過將執行緒池狀態設定為stop，然後呼叫interruptworkers 方法，看看worker方法。

private void interruptworkers()  finally 
}

**中並沒有獲取w鎖的邏輯，所以這個方法會直接中斷所有執行緒，並不會等待那些正在執行任務的worker把任務執行完。

呼叫awaittermination方法會一直阻塞等待執行緒池狀態變為 terminated 才返回或者等待超時返回。來看看**就明白了

public boolean awaittermination(long timeout, timeunit unit)
throws interruptedexception 
} finally 
}

（1）處的**已經告訴了該方法什麼時候返回，就是mainlock鎖的termination條件變數被喚醒返回。在上面分析中termination條件變數被喚醒是在執行tryterminate()時完成的，因為內部呼叫termination.signalall()。而tryterminate() 方法被shutdown() 和shutdownnow() 呼叫過，所以如果要讓awaittermination 返回，呼叫這2個方法就行。

- end -

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