在【高并發(fā)專題】中，我們從源碼角度深度分析了線程池中那些重要的接口和抽象類、深度解析了線程池是如何創(chuàng)建的，ThreadPoolExecutor類有哪些屬性和內(nèi)部類，以及它們對(duì)線程池的重要作用。深度分析了線程池的整體核心流程，以及如何拆解Worker線程的執(zhí)行代碼，深度解析Worker線程的執(zhí)行流程。

本文，我們就來從源碼角度深度解析線程池是如何優(yōu)雅的退出程序的。首先，我們來看下ThreadPoolExecutor類中的shutdown()方法。

shutdown()方法

當(dāng)使用線程池的時(shí)候，調(diào)用了shutdown()方法后，線程池就不會(huì)再接受新的執(zhí)行任務(wù)了。但是在調(diào)用shutdown()方法之前放入任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)還是要執(zhí)行的。此方法是非阻塞方法，調(diào)用后會(huì)立即返回，并不會(huì)等待任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)全部執(zhí)行完畢后再返回。我們看下shutdown()方法的源代碼，如下所示。

public void shutdown() {
	//獲取線程池的全局鎖
	final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
	mainLock.lock();
	try {
		//檢查是否有關(guān)閉線程池的權(quán)限
		checkShutdownAccess();
		//將當(dāng)前線程池的狀態(tài)設(shè)置為SHUTDOWN
		advanceRunState(SHUTDOWN);
		//中斷Worker線程
		interruptIdleWorkers();
		//為ScheduledThreadPoolExecutor調(diào)用鉤子函數(shù)
		onShutdown(); // hook for 
	} finally {
		//釋放線程池的全局鎖
		mainLock.unlock();
	}
	//嘗試將狀態(tài)變?yōu)門ERMINATED
	tryTerminate();
}

總體來說，shutdown()方法的代碼比較簡單，首先檢查了是否有權(quán)限來關(guān)閉線程池，如果有權(quán)限，則再次檢測是否有中斷工作線程的權(quán)限，如果沒有權(quán)限，則會(huì)拋出SecurityException異常，代碼如下所示。

//檢查是否有關(guān)閉線程池的權(quán)限
checkShutdownAccess();
//將當(dāng)前線程池的狀態(tài)設(shè)置為SHUTDOWN
advanceRunState(SHUTDOWN);
//中斷Worker線程
interruptIdleWorkers();

其中，checkShutdownAccess()方法的實(shí)現(xiàn)代碼如下所示。

private void checkShutdownAccess() {
	SecurityManager security = System.getSecurityManager();
	if (security != null) {
		security.checkPermission(shutdownPerm);
		final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
		mainLock.lock();
		try {
			for (Worker w : workers)
				security.checkAccess(w.thread);
		} finally {
			mainLock.unlock();
		}
	}
}

對(duì)于checkShutdownAccess()方法的代碼理解起來比較簡單，就是檢測是否具有關(guān)閉線程池的權(quán)限，期間使用了線程池的全局鎖。

接下來，我們看advanceRunState(int)方法的源代碼，如下所示。

private void advanceRunState(int targetState) {
	for (;;) {
		int c = ctl.get();
		if (runStateAtLeast(c, targetState) ||
			ctl.compareAndSet(c, ctlOf(targetState, workerCountOf(c))))
			break;
	}
}

advanceRunState(int)方法的整體邏輯就是：判斷當(dāng)前線程池的狀態(tài)是否為指定的狀態(tài)，在shutdown()方法中傳遞的狀態(tài)是SHUTDOWN，如果是SHUTDOWN，則直接返回；如果不是SHUTDOWN，則將當(dāng)前線程池的狀態(tài)設(shè)置為SHUTDOWN。

接下來，我們看看showdown()方法調(diào)用的interruptIdleWorkers()方法，如下所示。

private void interruptIdleWorkers() {
	interruptIdleWorkers(false);
}

可以看到，interruptIdleWorkers()方法調(diào)用的是interruptIdleWorkers(boolean)方法，繼續(xù)看interruptIdleWorkers(boolean)方法的源代碼，如下所示。

private void interruptIdleWorkers(boolean onlyOne) {
	final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
	mainLock.lock();
	try {
		for (Worker w : workers) {
			Thread t = w.thread;
			if (!t.isInterrupted() && w.tryLock()) {
				try {
					t.interrupt();
				} catch (SecurityException ignore) {
				} finally {
					w.unlock();
				}
			}
			if (onlyOne)
				break;
		}
	} finally {
		mainLock.unlock();
	}
}

上述代碼的總體邏輯為：獲取線程池的全局鎖，循環(huán)所有的工作線程，檢測線程是否被中斷，如果沒有被中斷，并且Worker線程獲得了鎖，則執(zhí)行線程的中斷方法，并釋放線程獲取到的鎖。此時(shí)如果onlyOne參數(shù)為true，則退出循環(huán)。否則，循環(huán)所有的工作線程，執(zhí)行相同的操作。最終，釋放線程池的全局鎖。

接下來，我們看下shutdownNow()方法。

shutdownNow()方法

如果調(diào)用了線程池的shutdownNow()方法，則線程池不會(huì)再接受新的執(zhí)行任務(wù)，也會(huì)將任務(wù)隊(duì)列中存在的任務(wù)丟棄，正在執(zhí)行的Worker線程也會(huì)被立即中斷，同時(shí)，方法會(huì)立刻返回，此方法存在一個(gè)返回值，也就是當(dāng)前任務(wù)隊(duì)列中被丟棄的任務(wù)列表。

shutdownNow()方法的源代碼如下所示。

public List<Runnable> shutdownNow() {
	List<Runnable> tasks;
	final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
	mainLock.lock();
	try {
		//檢查是否有關(guān)閉權(quán)限
		checkShutdownAccess();
		//設(shè)置線程池的狀態(tài)為STOP
		advanceRunState(STOP);
		//中斷所有的Worker線程
		interruptWorkers();
		//將任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)移動(dòng)到tasks集合中
		tasks = drainQueue();
	} finally {
		mainLock.unlock();
	}
	/嘗試將狀態(tài)變?yōu)門ERMINATED
	tryTerminate();
	//返回tasks集合
	return tasks;
}

shutdownNow()方法的源代碼的總體邏輯與shutdown()方法基本相同，只是shutdownNow()方法將線程池的狀態(tài)設(shè)置為STOP，中斷所有的Worker線程，并且將任務(wù)隊(duì)列中的所有任務(wù)移動(dòng)到tasks集合中并返回。

可以看到，shutdownNow()方法中斷所有的線程時(shí)，調(diào)用了interruptWorkers()方法，接下來，我們就看下interruptWorkers()方法的源代碼，如下所示。

private void interruptWorkers() {
	final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
	mainLock.lock();
	try {
		for (Worker w : workers)
			w.interruptIfStarted();
	} finally {
		mainLock.unlock();
	}
}

interruptWorkers()方法的邏輯比較簡單，就是獲得線程池的全局鎖，循環(huán)所有的工作線程，依次中斷線程，最后釋放線程池的全局鎖。

在interruptWorkers()方法的內(nèi)部，實(shí)際上調(diào)用的是Worker類的interruptIfStarted()方法來中斷線程，我們看下Worker類的interruptIfStarted()方法的源代碼，如下所示。

void interruptIfStarted() {
	Thread t;
	if (getState() >= 0 && (t = thread) != null && !t.isInterrupted()) {
		try {
			t.interrupt();
		} catch (SecurityException ignore) {
		}
	}
}

發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)上調(diào)用的還是Thread類的interrupt()方法來中斷線程。

awaitTermination(long, TimeUnit)方法

當(dāng)線程池調(diào)用了awaitTermination(long, TimeUnit)方法后，會(huì)阻塞調(diào)用者所在的線程，直到線程池的狀態(tài)修改為TERMINATED才返回，或者達(dá)到了超時(shí)時(shí)間返回。接下來，我們看下awaitTermination(long, TimeUnit)方法的源代碼，如下所示。

public boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
	throws InterruptedException {
	//獲取距離超時(shí)時(shí)間剩余的時(shí)長
	long nanos = unit.toNanos(timeout);
	//獲取Worker線程的的全局鎖
	final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
	//加鎖
	mainLock.lock();
	try {
		for (;;) {
			//當(dāng)前線程池狀態(tài)為TERMINATED狀態(tài)，會(huì)返回true
			if (runStateAtLeast(ctl.get(), TERMINATED))
				return true;
			//達(dá)到超時(shí)時(shí)間，已超時(shí)，則返回false
			if (nanos <= 0)
				return false;
			//重置距離超時(shí)時(shí)間的剩余時(shí)長
			nanos = termination.awaitNanos(nanos);
		}
	} finally {
		//釋放鎖
		mainLock.unlock();
	}
}

上述代碼的總體邏輯為：首先獲取Worker線程的獨(dú)占鎖，后在循環(huán)判斷當(dāng)前線程池是否已經(jīng)是TERMINATED狀態(tài)，如果是則直接返回true，否則檢測是否已經(jīng)超時(shí)，如果已經(jīng)超時(shí)，則返回false。如果未超時(shí)，則重置距離超時(shí)時(shí)間的剩余時(shí)長。接下來，進(jìn)入下一輪循環(huán)，再次檢測當(dāng)前線程池是否已經(jīng)是TERMINATED狀態(tài)，如果是則直接返回true，否則檢測是否已經(jīng)超時(shí)，如果已經(jīng)超時(shí)，則返回false。如果未超時(shí)，則重置距離超時(shí)時(shí)間的剩余時(shí)長。以此循環(huán)，直到線程池的狀態(tài)變?yōu)門ERMINATED或者已經(jīng)超時(shí)。

到此這篇關(guān)于詳解Java線程池如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅退出的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java線程池退出內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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