来源:杭州达内IT培训学校时间:2022/12/3 11:17:40
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其实java线程池的实现原理很简单,说白了就是一个线程集合workerSet和一个Java阻塞队列workQueue。当用户向线程池提交一个任务(也就是线程)时,线程池会先将任务放入workQueue中。workerSet中的线程会不断的从workQueue中获取线程然后执行。当workQueue中没有任务的时候,worker就会阻塞,直到队列中有任务了就取出来继续执行。
线程池的几个主要参数的作用
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
corePoolSize: 规定线程池有几个线程(worker)在运行。
maximumPoolSize: 当workQueue满了,不能添加任务的时候,这个参数才会生效。规定线程池较多只能有多少个线程(worker)在执行。
keepAliveTime: 超出corePoolSize大小的那些线程的生存时间,这些线程如果长时间没有执行任务并且超过了keepAliveTime设定的时间,就会消亡。
unit: 生存时间对于的单位
workQueue: 存放任务的队列
threadFactory: 创建线程的工厂
handler: 当workQueue已经满了,并且线程池线程数已经达到maximumPoolSize,将执行拒绝策略。
任务提交后的流程分析
用户通过submit提交一个任务。线程池会执行如下流程:
判断当前运行的worker数量是否超过corePoolSize,如果不超过corePoolSize。就创建一个worker直接执行该任务。—— 线程池较开始是没有worker在运行的
如果正在运行的worker数量超过或者等于corePoolSize,那么就将该任务加入到workQueue队列中去。
如果workQueue队列满了,也就是offer方法返回false的话,就检查当前运行的worker数量是否小于maximumPoolSize,如果小于就创建一个worker直接执行该任务。
如果当前运行的worker数量是否大于等于maximumPoolSize,那么就执行RejectedExecutionHandler来拒绝这个任务的提交。
源码解析
我们先来看一下ThreadPoolExecutor中的几个关键属性。
//这个属性是用来存放 当前运行的worker数量以及线程池状态的
//int是32位的,这里把int的高3位拿来充当线程池状态的标志位,后29位拿来充当当前运行worker的数量
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
//存放任务的阻塞队列
private final BlockingQueue
//worker的集合,用set来存放
private final HashSet
//历史达到的worker数较大值
private int largestPoolSize;
//当队列满了并且worker的数量达到maxSize的时候,执行具体的拒绝策略
private volatile RejectedExecutionHandler handler;
//超出coreSize的worker的生存时间
private volatile long keepAliveTime;
//常驻worker的数量
private volatile int corePoolSize;
//较大worker的数量,一般当workQueue满了才会用到这个参数
private volatile int maximumPoolSize;
1. 提交任务相关源码
下面是execute方法的源码
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
int c = ctl.get();
//workerCountOf(c)会获取当前正在运行的worker数量
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
//如果workerCount小于corePoolSize,就创建一个worker然后直接执行该任务
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
//isRunning(c)是判断线程池是否在运行中,如果线程池被关闭了就不会再接受任务
//后面将任务加入到队列中
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
//如果添加到队列成功了,会再检查一次线程池的状态
int recheck = ctl.get();
//如果线程池关闭了,就将刚才添加的任务从队列中移除
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
//执行拒绝策略
reject(command);
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
addWorker(null, false);
}
//如果加入队列失败,就尝试直接创建worker来执行任务
else if (!addWorker(command, false))
//如果创建worker失败,就执行拒绝策略
reject(command);
}
添加worker的方法addWorker源码
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
retry:
//使用自旋+cas失败重试来增加线程竞争问题
for (;;) {
//先获取线程池的状态
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c);
// 如果线程池是关闭的,或者workQueue队列非空,就直接返回false,不做任何处理
if (rs >= SHUTDOWN &&
! (rs == SHUTDOWN &&
firstTask == null &&
! workQueue.isEmpty()))
return false;
for (;;) {
int wc = workerCountOf(c);
//根据入参core 来判断可以创建的worker数量是否达到上限,如果达到上限了就拒绝创建worker
if (wc >= CAPTY ||
wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
return false;
//没有的话就尝试修改ctl添加workerCount的值。这里用了cas操作,如果失败了下一个循环会继续重试,直到设置成功
if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
//如果设置成功了就跳出外层的那个for循环
break retry;
//重读一次ctl,判断如果线程池的状态改变了,会再重新循环一次
c = ctl.get(); // Re-read ctl
if (runStateOf(c) != rs)
continue retry;
}
}
boolean workerStarted = false;
boolean workerAdded = false;
Worker w = null;
try {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
//创建一个worker,将提交上来的任务直接交给worker
w = new Worker(firstTask);
final Thread t = w.thread;
if (t != null) {
//加锁,防止竞争
mainLock.lock();
try {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c);
//还是判断线程池的状态
if (rs < SHUTDOWN ||
(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
//如果worker的线程已经启动了,会抛出异常
if (t.isAlive())
throw new IllegalThreadStateException();
//添加新建的worker到线程池中
workers.add(w);
int s = workers.size();
//更新历史worker数量的较大值
if (s > largestPoolSize)
largestPoolSize = s;
//设置新增标志位
workerAdded = true;
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
//如果worker是新增的,就启动该线程
if (workerAdded) {
t.start();
//成功启动了线程,设置对应的标志位
workerStarted = true;
}
}
} finally {
//如果启动失败了,会触发执行相应的方法
if (! workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
return workerStarted;
}