詳解Java線程池是如何重復利用空閑線程的
在Java開發(fā)中,經(jīng)常需要創(chuàng)建線程去執(zhí)行一些任務,實現(xiàn)起來也非常方便,但如果并發(fā)的線程數(shù)量很多,并且每個線程都是執(zhí)行一個時間很短的任務就結(jié)束了,這樣頻繁創(chuàng)建線程就會大大降低系統(tǒng)的效率,因為頻繁創(chuàng)建線程和銷毀線程需要時間。此時,我們很自然會想到使用線程池來解決這個問題。
使用線程池的好處:
降低資源消耗。java中所有的池化技術(shù)都有一個好處,就是通過復用池中的對象,降低系統(tǒng)資源消耗。設(shè)想一下如果我們有n多個子任務需要執(zhí)行,如果我們?yōu)槊總€子任務都創(chuàng)建一個執(zhí)行線程,而創(chuàng)建線程的過程是需要一定的系統(tǒng)消耗的,最后肯定會拖慢整個系統(tǒng)的處理速度。而通過線程池我們可以做到復用線程,任務有多個,但執(zhí)行任務的線程可以通過線程池來復用,這樣減少了創(chuàng)建線程的開銷,系統(tǒng)資源利用率得到了提升。
降低管理線程的難度。多線程環(huán)境下對線程的管理是最容易出現(xiàn)問題的,而線程池通過框架為我們降低了管理線程的難度。我們不用再去擔心何時該銷毀線程,如何最大限度的避免多線程的資源競爭。這些事情線程池都幫我們代勞了。
提升任務處理速度。線程池中長期駐留了一定數(shù)量的活線程,當任務需要執(zhí)行時,我們不必先去創(chuàng)建線程,線程池會自己選擇利用現(xiàn)有的活線程來處理任務。
很顯然,線程池一個很顯著的特征就是“長期駐留了一定數(shù)量的活線程”,避免了頻繁創(chuàng)建線程和銷毀線程的開銷,那么它是如何做到的呢?我們知道一個線程只要執(zhí)行完了run()方法內(nèi)的代碼,這個線程的使命就完成了,等待它的就是銷毀。既然這是個“活線程”,自然是不能很快就銷毀的。為了搞清楚這個“活線程”是如何工作的,下面通過追蹤源碼來看看能不能解開這個疑問。
學習過線程池都知道,可以通過工廠類Executors來創(chuàng)個多種類型的線程池,部分類型如下:
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int var0) { return new ThreadPoolExecutor(var0, var0, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()); } public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new Executors.FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue())); } public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, 2147483647, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue()); } public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() { return new Executors.DelegatedScheduledExecutorService(new ScheduledThreadPoolExecutor(1)); } public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int var0) { return new ScheduledThreadPoolExecutor(var0); }
無論哪種類型的線程池,最終都是直接或者間接通過ThreadPoolExecutor這個類來實現(xiàn)的。而ThreadPoolExecutor的有多個構(gòu)造方法,最終都是調(diào)用含有7個參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。
/** * Creates a new {@code ThreadPoolExecutor} with the given initial * parameters. * * @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even * if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set * @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the * pool * @param keepAliveTime when the number of threads is greater than * the core, this is the maximum time that excess idle threads * will wait for new tasks before terminating. * @param unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument * @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are * executed. This queue will hold only the {@code Runnable} * tasks submitted by the {@code execute} method. * @param threadFactory the factory to use when the executor * creates a new thread * @param handler the handler to use when execution is blocked * because the thread bounds and queue capacities are reached * @throws IllegalArgumentException if one of the following holds:<br> * {@code corePoolSize < 0}<br> * {@code keepAliveTime < 0}<br> * {@code maximumPoolSize <= 0}<br> * {@code maximumPoolSize < corePoolSize} * @throws NullPointerException if {@code workQueue} * or {@code threadFactory} or {@code handler} is null */ public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) { if (corePoolSize < 0 || maximumPoolSize <= 0 || maximumPoolSize < corePoolSize || keepAliveTime < 0) throw new IllegalArgumentException(); if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null) throw new NullPointerException(); this.corePoolSize = corePoolSize; this.maximumPoolSize = maximumPoolSize; this.workQueue = workQueue; this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime); this.threadFactory = threadFactory; this.handler = handler; }
① corePoolSize
顧名思義,其指代核心線程的數(shù)量。當提交一個任務到線程池時,線程池會創(chuàng)建一個核心線程來執(zhí)行任務,即使其他空閑的核心線程能夠執(zhí)行新任務也會創(chuàng)建新的核心線程,而等到需要執(zhí)行的任務數(shù)大于線程池核心線程的數(shù)量時就不再創(chuàng)建,這里也可以理解為當核心線程的數(shù)量等于線程池允許的核心線程最大數(shù)量的時候,如果有新任務來,就不會創(chuàng)建新的核心線程。
如果你想要提前創(chuàng)建并啟動所有的核心線程,可以調(diào)用線程池的prestartAllCoreThreads()方法。
② maximumPoolSize
顧名思義,其指代線程池允許創(chuàng)建的最大線程數(shù)。如果隊列滿了,并且已創(chuàng)建的線程數(shù)小于最大線程數(shù),則線程池會再創(chuàng)建新的線程執(zhí)行任務。所以只有隊列滿了的時候,這個參數(shù)才有意義。因此當你使用了無界任務隊列的時候,這個參數(shù)就沒有效果了。
③ keepAliveTime
顧名思義,其指代線程活動保持時間,即當線程池的工作線程空閑后,保持存活的時間。所以,如果任務很多,并且每個任務執(zhí)行的時間比較短,可以調(diào)大時間,提高線程的利用率,不然線程剛執(zhí)行完一個任務,還沒來得及處理下一個任務,線程就被終止,而需要線程的時候又再次創(chuàng)建,剛創(chuàng)建完不久執(zhí)行任務后,沒多少時間又終止,會導致資源浪費。
注意:這里指的是核心線程池以外的線程。還可以設(shè)置allowCoreThreadTimeout = true這樣就會讓核心線程池中的線程有了存活的時間。
④ TimeUnit
顧名思義,其指代線程活動保持時間的單位:可選的單位有天(DAYS)、小時(HOURS)、分鐘(MINUTES)、毫秒(MILLISECONDS)、微秒(MICROSECONDS,千分之一毫秒)和納秒(NANOSECONDS,千分之一微秒)。
⑤ workQueue
顧名思義,其指代任務隊列:用來保存等待執(zhí)行任務的阻塞隊列。
⑥ threadFactory
顧名思義,其指代創(chuàng)建線程的工廠:可以通過線程工廠給每個創(chuàng)建出來的線程設(shè)置更加有意義的名字。
⑦ RejectedExecutionHandler
顧名思義,其指代拒絕執(zhí)行程序,可以理解為飽和策略:當隊列和線程池都滿了,說明線程池處于飽和狀態(tài),那么必須采取一種策略處理提交的新任務。這個策略默認情況下是AbortPolicy,表示無法處理新任務時拋出異常。在JDK1.5中Java線程池框架提供了以下4種策略。
AbortPolicy:直接拋出異常RejectedExecutionException。
CallerRunsPolicy:只用調(diào)用者所在線程來運行任務,即由調(diào)用 execute方法的線程執(zhí)行該任務。
DiscardOldestPolicy:丟棄隊列里最近的一個任務,并執(zhí)行當前任務。
DiscardPolicy:不處理,丟棄掉,即丟棄且不拋出異常。
這7個參數(shù)共同決定了線程池執(zhí)行一個任務的策略:
當一個任務被添加進線程池時:
- 線程數(shù)量未達到 corePoolSize,則新建一個線程(核心線程)執(zhí)行任務
- 線程數(shù)量達到了 corePools,則將任務移入隊列等待
- 隊列已滿,新建線程(非核心線程)執(zhí)行任務
- 隊列已滿,總線程數(shù)又達到了 maximumPoolSize,就會由上面那位星期天(RejectedExecutionHandler)拋出異常
說白了就是先利用核心線程,核心線程用完,新來的就加入等待隊列,一旦隊列滿了,那么只能開始非核心線程來執(zhí)行了。
上面的策略,會在閱讀代碼的時候體現(xiàn)出來,并且在代碼中也能窺探出真正復用空閑線程的實現(xiàn)原理。
接下來我們就從線程池執(zhí)行任務的入口分析。
一個線程池可以接受任務類型有Runnable和Callable,分別對應了execute和submit方法。目前我們只分析execute的執(zhí)行過程。
上源碼:
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); /* * Proceed in 3 steps: * * 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to * start a new thread with the given command as its first * task. The call to addWorker atomically checks runState and * workerCount, and so prevents false alarms that would add * threads when it shouldn't, by returning false. * * 2. If a task can be successfully queued, then we still need * to double-check whether we should have added a thread * (because existing ones died since last checking) or that * the pool shut down since entry into this method. So we * recheck state and if necessary roll back the enqueuing if * stopped, or start a new thread if there are none. * * 3. If we cannot queue task, then we try to add a new * thread. If it fails, we know we are shut down or saturated * and so reject the task. */ int c = ctl.get(); if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { //第一步:如果線程數(shù)量小于核心線程數(shù) if (addWorker(command, true))//則啟動一個核心線程執(zhí)行任務 return; c = ctl.get(); } if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {//第二步:當前線程數(shù)量大于等于核心線程數(shù),加入任務隊列,成功的話會進行二次檢查 int recheck = ctl.get(); if (! isRunning(recheck) && remove(command)) reject(command); else if (workerCountOf(recheck) == 0) addWorker(null, false);//啟動非核心線程執(zhí)行,注意這里任務是null,其實里面會去取任務隊列里的任務執(zhí)行 } else if (!addWorker(command, false))//第三步:加入不了隊列(即隊列滿了),嘗試啟動非核心線程 reject(command);//如果啟動不了非核心線程執(zhí)行,說明到達了最大線程數(shù)量的限制,會使用第7個參數(shù)拋出異常 }
代碼并不多,主要分三個步驟,其中有兩個靜態(tài)方法經(jīng)常被用到,主要用來判斷線程池的狀態(tài)和有效線程數(shù)量:
// 獲取運行狀態(tài) private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; } // 獲取活動線程數(shù) private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }
總結(jié)一下,execute的執(zhí)行邏輯就是:
- 如果 當前活動線程數(shù) < 指定的核心線程數(shù),則創(chuàng)建并啟動一個線程來執(zhí)行新提交的任務(此時新建的線程相當于核心線程);
- 如果 當前活動線程數(shù) >= 指定的核心線程數(shù),且緩存隊列未滿,則將任務添加到緩存隊列中;
- 如果 當前活動線程數(shù) >= 指定的核心線程數(shù),且緩存隊列已滿,則創(chuàng)建并啟動一個線程來執(zhí)行新提交的任務(此時新建的線程相當于非核心線程);
從代碼中我們也可以看出,即便當前活動的線程有空閑的,只要這個活動的線程數(shù)量小于設(shè)定的核心線程數(shù),那么依舊會啟動一個新線程來執(zhí)行任務。也就是說不會去復用任何線程。在execute方法里面我們沒有看到線程復用的影子,那么我們繼續(xù)來看看addWorker方法。
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) { retry: for (;;) { int c = ctl.get(); int rs = runStateOf(c); // Check if queue empty only if necessary. if (rs >= SHUTDOWN && ! (rs == SHUTDOWN && firstTask == null && ! workQueue.isEmpty())) return false; for (;;) { int wc = workerCountOf(c); if (wc >= CAPACITY || wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize)) return false; if (compareAndIncrementWorkerCount(c)) break retry; c = ctl.get(); // Re-read ctl if (runStateOf(c) != rs) continue retry; // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop } } //前面都是線程池狀態(tài)的判斷,暫時不理會,主要看下面兩個關(guān)鍵的地方 boolean workerStarted = false; boolean workerAdded = false; Worker w = null; try { w = new Worker(firstTask); // 新建一個Worker對象,這個對象包含了待執(zhí)行的任務,并且新建一個線程 final Thread t = w.thread; if (t != null) { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { // Recheck while holding lock. // Back out on ThreadFactory failure or if // shut down before lock acquired. int rs = runStateOf(ctl.get()); if (rs < SHUTDOWN || (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) { if (t.isAlive()) // precheck that t is startable throw new IllegalThreadStateException(); workers.add(w); int s = workers.size(); if (s > largestPoolSize) largestPoolSize = s; workerAdded = true; } } finally { mainLock.unlock(); } if (workerAdded) { t.start(); // 啟動剛創(chuàng)建的worker對象里面的thread執(zhí)行 workerStarted = true; } } } finally { if (! workerStarted) addWorkerFailed(w); } return workerStarted; }
方法雖然有點長,但是我們只考慮兩個關(guān)鍵的地方,先是創(chuàng)建一個worker對象,創(chuàng)建成功后,對線程池狀態(tài)判斷成功后,就去執(zhí)行該worker對象的thread的啟動。也就是說在這個方法里面啟動了一個關(guān)聯(lián)到worker的線程,但是這個線程是如何執(zhí)行我們傳進來的runnable任務的呢?接下來看看這個Worker對象到底做了什么。
private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable { /** * This class will never be serialized, but we provide a * serialVersionUID to suppress a javac warning. */ private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L; /** Thread this worker is running in. Null if factory fails. */ final Thread thread; /** Initial task to run. Possibly null. */ Runnable firstTask; /** Per-thread task counter */ volatile long completedTasks; /** * Creates with given first task and thread from ThreadFactory. * @param firstTask the first task (null if none) */ Worker(Runnable firstTask) { setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker this.firstTask = firstTask; this.thread = getThreadFactory().newThread(this); } /** Delegates main run loop to outer runWorker. */ public void run() { runWorker(this); } // Lock methods // // The value 0 represents the unlocked state. // The value 1 represents the locked state. protected boolean isHeldExclusively() { return getState() != 0; } protected boolean tryAcquire(int unused) { if (compareAndSetState(0, 1)) { setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); return true; } return false; } protected boolean tryRelease(int unused) { setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); return true; } public void lock() { acquire(1); } public boolean tryLock() { return tryAcquire(1); } public void unlock() { release(1); } public boolean isLocked() { return isHeldExclusively(); } void interruptIfStarted() { Thread t; if (getState() >= 0 && (t = thread) != null && !t.isInterrupted()) { try { t.interrupt(); } catch (SecurityException ignore) { } } } }
最重要的構(gòu)造方法:
Worker(Runnable firstTask) { // worker本身實現(xiàn)了Runnable接口 setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker this.firstTask = firstTask; // 持有外部傳進來的runnable任務 //創(chuàng)建了一個thread對象,并把自身這個runnable對象給了thread,一旦該thread執(zhí)行start方法,就會執(zhí)行worker的run方法 this.thread = getThreadFactory().newThread(this); } 在addWorker方法中執(zhí)行的t.start會去執(zhí)行worker的run方法: public void run() { runWorker(this); } run方法又執(zhí)行了ThreadPoolExecutor的runWorker方法,把當前worker對象傳入。 final void runWorker(Worker w) { Thread wt = Thread.currentThread(); Runnable task = w.firstTask; // 取出worker的runnable任務 w.firstTask = null; w.unlock(); // allow interrupts boolean completedAbruptly = true; try { // 循環(huán)不斷的判斷任務是否為空,當?shù)谝粋€判斷為false的時候,即task為null,這個task啥時候為null呢? // 要么w.firstTask為null,還記得我們在execute方法第二步的時候,執(zhí)行addWorker的時候傳進來的runnable是null嗎? // 要么是執(zhí)行了一遍while循環(huán),在下面的finally中執(zhí)行了task=null; // 或者執(zhí)行第二個判斷,一旦不為空就會繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)里的代碼。 while (task != null || (task = getTask()) != null) { w.lock(); // If pool is stopping, ensure thread is interrupted; // if not, ensure thread is not interrupted. This // requires a recheck in second case to deal with // shutdownNow race while clearing interrupt if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) || (Thread.interrupted() && runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) && !wt.isInterrupted()) wt.interrupt(); try { beforeExecute(wt, task); Throwable thrown = null; try { task.run(); // 任務不為空,就會執(zhí)行任務的run方法,也就是runnable的run方法 } catch (RuntimeException x) { thrown = x; throw x; } catch (Error x) { thrown = x; throw x; } catch (Throwable x) { thrown = x; throw new Error(x); } finally { afterExecute(task, thrown); } } finally { task = null; // 執(zhí)行完成置null,繼續(xù)下一個循環(huán) w.completedTasks++; w.unlock(); } } completedAbruptly = false; } finally { processWorkerExit(w, completedAbruptly); } }
方法比較長,歸納起來就三步:
1,從worker中取出runnable(這個對象有可能是null,見注釋中的解釋);
2,進入while循環(huán)判斷,判斷當前worker中的runnable,或者通過getTask得到的runnable是否為空,不為空的情況下,就執(zhí)行run;
3,執(zhí)行完成把runnable任務置為null。
假如我們不考慮此方法里面的while循環(huán)的第二個判斷,在我們的線程開啟的時候,順序執(zhí)行了runWorker方法后,當前worker的run就執(zhí)行完成了。
既然執(zhí)行完了那么這個線程也就沒用了,只有等待虛擬機銷毀了。那么回顧一下我們的目標:Java線程池中的線程是如何被重復利用的?好像并沒有重復利用啊,新建一個線程,執(zhí)行一個任務,然后就結(jié)束了,銷毀了。沒什么特別的啊,難道有什么地方漏掉了,被忽略了?
仔細回顧下該方法中的while循環(huán)的第二個判斷(task = getTask)!=null
玄機就在getTask方法中。
private Runnable getTask() { boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out? for (;;) { int c = ctl.get(); int rs = runStateOf(c); // Check if queue empty only if necessary. if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) { decrementWorkerCount(); return null; } int wc = workerCountOf(c); // timed變量用于判斷是否需要進行超時控制。 // allowCoreThreadTimeOut默認是false,也就是核心線程不允許進行超時; // wc > corePoolSize,表示當前線程池中的線程數(shù)量大于核心線程數(shù)量; // 對于超過核心線程數(shù)量的這些線程或者允許核心線程進行超時控制的時候,需要進行超時控制 // Are workers subject to culling? boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize; // 如果需要進行超時控制,且上次從緩存隊列中獲取任務時發(fā)生了超時(timedOut開始為false,后面的循環(huán)末尾超時時會置為true) // 或者當前線程數(shù)量已經(jīng)超過了最大線程數(shù)量,那么嘗試將workerCount減1,即當前活動線程數(shù)減1, if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut)) && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) { // 如果減1成功,則返回null,這就意味著runWorker()方法中的while循環(huán)會被退出,其對應的線程就要銷毀了,也就是線程池中少了一個線程了 if (compareAndDecrementWorkerCount(c)) return null; continue; } try { // 注意workQueue中的poll()方法與take()方法的區(qū)別 //poll方式取任務的特點是從緩存隊列中取任務,最長等待keepAliveTime的時長,取不到返回null //take方式取任務的特點是從緩存隊列中取任務,若隊列為空,則進入阻塞狀態(tài),直到能取出對象為止 Runnable r = timed ? workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) : workQueue.take(); if (r != null) return r; timedOut = true; // 能走到這里說明已經(jīng)超時了 } catch (InterruptedException retry) { timedOut = false; } } }
注釋已經(jīng)很清楚了,getTask的作用就是,在當前線程中:
1,如果當前線程池線程數(shù)量大于核心線程數(shù)量或者設(shè)置了對核心線程進行超時控制的話(此時相當于對所有線程進行超時控制),就會去任務隊列獲取超時時間內(nèi)的任務(隊列的poll方法),獲取到的話就會繼續(xù)執(zhí)行任務,也就是執(zhí)行runWorker方法中的while循環(huán)里的任務的run方法,執(zhí)行完成后,又繼續(xù)進入getTask從任務隊列中獲取下一個任務。如果在超時時間內(nèi)沒有獲取到任務,就會走到getTask的倒數(shù)第三行,設(shè)置timeOut標記為true,此時繼續(xù)進入getTask的for循環(huán)中,由于超時了,那么就會進入嘗試去去對線程數(shù)量-1操作,-1成功了,就直接返回一個null的任務,這樣就回到了當前線程執(zhí)行的runWorker方法中,該方法的while循環(huán)判斷getTask為空,直接退出循環(huán),這樣當前線程就執(zhí)行完成了,意味著要被銷毀了,這樣自然就會被回收器擇時回收了。也就是線程池中少了一個線程了。因此只要線程池中的線程數(shù)大于核心線程數(shù)(或者核心線程也允許超時)就會這樣一個一個地銷毀這些多余的線程。
2,如果當前活動線程數(shù)小于等于核心線程數(shù)(或者不允許核心線程超時),同樣也是去緩存隊列中取任務,但當緩存隊列中沒任務了,就會進入阻塞狀態(tài)(隊列的take方法),直到能取出任務為止(也就是隊列中被新添加了任務時),因此這個線程是處于阻塞狀態(tài)的,并不會因為緩存隊列中沒有任務了而被銷毀。這樣就保證了線程池有N個線程是活的,可以隨時處理任務,從而達到重復利用的目的。
綜上所述,線程之所以能達到復用,就是在當前線程執(zhí)行的runWorker方法中有個while循環(huán),while循環(huán)的第一個判斷條件是執(zhí)行當前線程關(guān)聯(lián)的Worker對象中的任務,執(zhí)行一輪后進入while循環(huán)的第二個判斷條件getTask(),從任務隊列中取任務,取這個任務的過程要么是一直阻塞的,要么是阻塞一定時間直到超時才結(jié)束的,超時到了的時候這個線程也就走到了生命的盡頭。
然而在我們開始分析execute的時候,這個方法中的三個部分都會調(diào)用addWorker去執(zhí)行任務,在addWorker方法中都會去新建一個線程來執(zhí)行任務,這樣的話是不是每次execute都是去創(chuàng)建線程了?事實上,復用機制跟線程池的阻塞隊列有很大關(guān)系,我們可以看到,在execute在核心線程滿了,但是隊列不滿的時候會把任務加入到隊列中,一旦加入成功,之前被阻塞的線程就會被喚醒去執(zhí)行新的任務,這樣就不會重新創(chuàng)建線程了。
我們用個例子來看下:
假設(shè)我們有這么一個ThreadPoolExecutor,核心線程數(shù)設(shè)置為5(不允許核心線程超時),最大線程數(shù)設(shè)置為10,超時時間為20s,線程隊列是LinkedBlockingDeque(相當于是個無界隊列)。
當我們給這個線程池陸續(xù)添加任務,前5個任務執(zhí)行的時候,會執(zhí)行到我們之前分析的execute方法的第一步部分,會陸續(xù)創(chuàng)建5個線程做為核心線程執(zhí)行任務,當前線程里面的5個關(guān)聯(lián)的任務執(zhí)行完成后,會進入各自的while循環(huán)的第二個判斷getTask中去取隊列中的任務,假設(shè)當前沒有新的任務過來也就是沒有執(zhí)行execute方法,那么這5個線程就會在workQueue.take()處一直阻塞的。這個時候,我們執(zhí)行execute加入一個任務,即第6個任務,這個時候會進入execute的第二部分,將任務加入到隊列中,一旦加入隊列,之前阻塞的5個線程其中一個就會被喚醒取出新加入的任務執(zhí)行了。(這里有個execute的第二部分的后半段執(zhí)行重復校驗的代碼即addWorker(傳入null任務),目前還沒搞明白是怎么回事)。
在我們這個例子中,由于隊列是無界的,所以始終不會執(zhí)行到execute的第三部分即啟動非核心線程,假如我們設(shè)置隊列為有界的,那么必然就會執(zhí)行到這里了。
小結(jié)
通過以上的分析,應該算是比較清楚地解答了“線程池中的核心線程是如何被重復利用的”這個問題,同時也對線程池的實現(xiàn)機制有了更進一步的理解:
當有新任務來的時候,先看看當前的線程數(shù)有沒有超過核心線程數(shù),如果沒超過就直接新建一個線程來執(zhí)行新的任務,如果超過了就看看緩存隊列有沒有滿,沒滿就將新任務放進緩存隊列中,滿了就新建一個線程來執(zhí)行新的任務,如果線程池中的線程數(shù)已經(jīng)達到了指定的最大線程數(shù)了,那就根據(jù)相應的策略拒絕任務。
當緩存隊列中的任務都執(zhí)行完了的時候,線程池中的線程數(shù)如果大于核心線程數(shù),就銷毀多出來的線程,直到線程池中的線程數(shù)等于核心線程數(shù)。此時這些線程就不會被銷毀了,它們一直處于阻塞狀態(tài),等待新的任務到來。
注意: 本文所說的“核心線程”、“非核心線程”是一個虛擬的概念,是為了方便描述而虛擬出來的概念,在代碼中并沒有哪個線程被標記為“核心線程”或“非核心線程”,所有線程都是一樣的,只是當線程池中的線程多于指定的核心線程數(shù)量時,會將多出來的線程銷毀掉,池中只保留指定個數(shù)的線程。那些被銷毀的線程是隨機的,可能是第一個創(chuàng)建的線程,也可能是最后一個創(chuàng)建的線程,或其它時候創(chuàng)建的線程。一開始我以為會有一些線程被標記為“核心線程”,而其它的則是“非核心線程”,在銷毀多余線程的時候只銷毀那些“非核心線程”,而“核心線程”不被銷毀。這種理解是錯誤的。
原文鏈接:https://blog.csdn.net/anhenzhufeng/article/details/88870374
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