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詳解Java線程池如何統(tǒng)計(jì)線程空閑時(shí)間

 更新時(shí)間:2022年11月18日 10:48:47   作者:一燈架構(gòu)  
這篇文章主要和大家分享一個(gè)面試題:Java線程池是怎么統(tǒng)計(jì)線程空閑時(shí)間?文中的示例代碼講解詳細(xì),對(duì)我們掌握J(rèn)ava有一定幫助,需要的可以參考一下

背景介紹

你剛從學(xué)校畢業(yè)后,到新公司實(shí)習(xí),試用期又被畢業(yè),然后你又不得不出來(lái)面試,好在面試的時(shí)候碰到個(gè)美女面試官!

面試官: 小伙子,我看你簡(jiǎn)歷上寫(xiě)的項(xiàng)目中用到了線程池,你知道線程池是怎樣實(shí)現(xiàn)復(fù)用線程的?

這面試官是不是想坑我?是不是擺明了不讓我通過(guò)?

難道你不應(yīng)該問(wèn)線程池有哪些核心參數(shù)?每個(gè)參數(shù)具體作用是什么?

往線程池中不斷提交任務(wù),線程池的處理流程是什么?

這些才是你應(yīng)該問(wèn)的,這些八股文我已經(jīng)背熟了,你不問(wèn),瞎問(wèn)什么復(fù)用線程?

幸虧我看了一燈的八股文,聽(tīng)我給你背一遍!

我: 線程池復(fù)用線程的邏輯很簡(jiǎn)單,就是在線程啟動(dòng)后,通過(guò)while死循環(huán),不斷從阻塞隊(duì)列中拉取任務(wù),從而達(dá)到了復(fù)用線程的目的。

具體源碼如下:

// 線程執(zhí)行入口
public void run() {
    runWorker(this);
}

// 線程運(yùn)行核心方法
final void runWorker(Worker w) {
    Thread wt = Thread.currentThread();
    Runnable task = w.firstTask;
    w.firstTask = null;
    w.unlock();
    boolean completedAbruptly = true;
    try {
        // 1. 使用while死循環(huán),不斷從阻塞隊(duì)列中拉取任務(wù)
        while (task != null || (task = getTask()) != null) {
            // 加鎖,保證thread不被其他線程中斷(除非線程池被中斷)
            w.lock();
            // 2. 校驗(yàn)線程池狀態(tài),是否需要中斷當(dāng)前線程
            if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                    (Thread.interrupted() &&
                            runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                wt.interrupt();
            try {
                beforeExecute(wt, task);
                Throwable thrown = null;
                try {
                    // 3. 執(zhí)行run方法
                    task.run();
                } 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;
                w.completedTasks++;
                w.unlock();
            }
        }
        completedAbruptly = false;
    } finally {
        processWorkerExit(w, completedAbruptly);
    }
}

runWorker方法邏輯很簡(jiǎn)單,就是不斷從阻塞隊(duì)列中拉取任務(wù)并執(zhí)行。

面試官: 小伙子,有點(diǎn)東西。我們都知道線程池會(huì)回收超過(guò)空閑時(shí)間的線程,那么線程池是怎么統(tǒng)計(jì)線程的空閑時(shí)間的?

美女面試官的問(wèn)題真刁鉆,讓人頭疼啊!這問(wèn)的也太深了吧!

沒(méi)看過(guò)源碼的話,真不好回答。

我: 嗯...,可能是有個(gè)監(jiān)控線程在后臺(tái)不停的統(tǒng)計(jì)每個(gè)線程的空閑時(shí)間,看到線程的空閑時(shí)間超過(guò)閾值的時(shí)候,就回收掉。

面試官: 小伙子,你的想法挺不錯(cuò),邏輯很嚴(yán)謹(jǐn),你確定線程池內(nèi)部是這么實(shí)現(xiàn)的嗎?

問(wèn)得我有點(diǎn)不自信了,沒(méi)看過(guò)源碼不能瞎蒙。

我還是去瞅一眼一燈寫(xiě)的八股文吧。

我: 這個(gè)我知道,線程池統(tǒng)計(jì)線程的空閑時(shí)間的實(shí)現(xiàn)邏輯很簡(jiǎn)單。

阻塞隊(duì)列(BlockingQueue)提供了一個(gè)poll(time, unit)方法用來(lái)拉取數(shù)據(jù),

作用就是: 當(dāng)隊(duì)列為空時(shí),會(huì)阻塞指定時(shí)間,然后返回null。

線程池就是就是利用阻塞隊(duì)列的這個(gè)方法,如果在指定時(shí)間內(nèi)拉取不到任務(wù),就表示該線程的存活時(shí)間已經(jīng)超過(guò)閾值了,就要被回收了。

具體源碼如下:

// 從阻塞隊(duì)列中拉取任務(wù)
private Runnable getTask() {
    boolean timedOut = false;
    for (; ; ) {
        int c = ctl.get();
        int rs = runStateOf(c);
        // 1. 如果線程池已經(jīng)停了,或者阻塞隊(duì)列是空,就回收當(dāng)前線程
        if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
            decrementWorkerCount();
            return null;
        }
        int wc = workerCountOf(c);
        // 2. 再次判斷是否需要回收線程
        boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
        if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
                && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
            if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
                return null;
            continue;
        }
        try {
            // 3. 在指定時(shí)間內(nèi),從阻塞隊(duì)列中拉取任務(wù)
            Runnable r = timed ?
                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                    workQueue.take();
            if (r != null)
                return r;
          	// 4. 如果沒(méi)有拉取到任務(wù),就標(biāo)識(shí)該線程已超時(shí),然后就被回收
            timedOut = true;
        } catch (InterruptedException retry) {
            timedOut = false;
        }
    }
}

面試官: 小伙子,可以啊,你是懂線程池源碼的。再問(wèn)你個(gè)問(wèn)題,如果線程池拋異常了,也沒(méi)有try/catch,會(huì)發(fā)生什么?

美女面試官你這是準(zhǔn)備打破砂鍋問(wèn)到底,鐵了心不讓我過(guò),是吧?

我的代碼風(fēng)格是很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模l(shuí)寫(xiě)的業(yè)務(wù)代碼不try/catch,也沒(méi)遇到過(guò)這種情況。

讓我再看一下一燈總結(jié)的八股文吧。

我: 有了,線程池中的代碼如果拋異常了,也沒(méi)有try/catch,會(huì)從線程池中刪除這個(gè)異常線程,并創(chuàng)建一個(gè)新線程。

不信的話,我們可以測(cè)試驗(yàn)證一下:

/**
 * @author 一燈架構(gòu)
 * @apiNote 線程池示例
 **/
public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        // 1. 創(chuàng)建一個(gè)單個(gè)線程的線程池
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

        // 2. 往線程池中提交3個(gè)任務(wù)
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            executorService.execute(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 關(guān)注公眾號(hào):一燈架構(gòu)");
                throw new RuntimeException("拋異常了!");
            });
        }

        // 3. 關(guān)閉線程池
        executorService.shutdown();
    }

}

輸出結(jié)果:

pool-1-thread-1 關(guān)注公眾號(hào):一燈架構(gòu)
pool-1-thread-2 關(guān)注公眾號(hào):一燈架構(gòu)
pool-1-thread-3 關(guān)注公眾號(hào):一燈架構(gòu)
Exception in thread "pool-1-thread-1" java.lang.RuntimeException: 拋異常了!
    at com.yideng.SynchronousQueueDemo.lambda$main$0(ThreadPoolDemo.java:21)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
Exception in thread "pool-1-thread-2" java.lang.RuntimeException: 拋異常了!
    at com.yideng.SynchronousQueueDemo.lambda$main$0(ThreadPoolDemo.java:21)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
Exception in thread "pool-1-thread-3" java.lang.RuntimeException: 拋異常了!
    at com.yideng.SynchronousQueueDemo.lambda$main$0(ThreadPoolDemo.java:21)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

從輸出結(jié)果中可以看出,線程名稱并不是同一個(gè),而是累加的,說(shuō)明原線程已經(jīng)被回收,新建了個(gè)線程。

我們?cè)倏匆幌略创a,驗(yàn)證一下:

// 線程拋異常后,退出邏輯
private void processWorkerExit(ThreadPoolExecutor.Worker w, boolean completedAbruptly) {
    if (completedAbruptly)
        decrementWorkerCount();

    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock();
    try {
        completedTaskCount += w.completedTasks;
        // 1. 從工作線程中刪除當(dāng)前線程
        workers.remove(w);
    } finally {
        mainLock.unlock();
    }

    // 2. 中斷當(dāng)前線程
    tryTerminate();

    int c = ctl.get();
    if (runStateLessThan(c, STOP)) {
        if (!completedAbruptly) {
            int min = allowCoreThreadTimeOut ? 0 : corePoolSize;
            if (min == 0 && !workQueue.isEmpty())
                min = 1;
            if (workerCountOf(c) >= min)
                return; // replacement not needed
        }
        // 3. 新建一個(gè)線程
        addWorker(null, false);
    }
}

如果想統(tǒng)一處理異常,可以自定義線程創(chuàng)建工廠,在工廠里面設(shè)置異常處理邏輯。

/**
 * @author 一燈架構(gòu)
 * @apiNote 線程池示例
 **/
public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        // 1. 創(chuàng)建一個(gè)單個(gè)線程的線程池
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(runnable -> {
            // 2. 自定義線程創(chuàng)建工廠,并設(shè)置異常處理邏輯
            Thread thread = new Thread(runnable);
            thread.setUncaughtExceptionHandler((t, e) -> {
                System.out.println("捕獲到異常:" + e.getMessage());
            });
            return thread;
        });

        // 3. 往線程池中提交3個(gè)任務(wù)
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            executorService.execute(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 關(guān)注公眾號(hào):一燈架構(gòu)");
                throw new RuntimeException("拋異常了!");
            });
        }

        // 4. 關(guān)閉線程池
        executorService.shutdown();
    }

}

輸出結(jié)果:

Thread-0 關(guān)注公眾號(hào):一燈架構(gòu)
捕獲到異常:拋異常了!
Thread-1 關(guān)注公眾號(hào):一燈架構(gòu)
捕獲到異常:拋異常了!
Thread-2 關(guān)注公眾號(hào):一燈架構(gòu)
捕獲到異常:拋異常了!

以上就是詳解Java線程池如何統(tǒng)計(jì)線程空閑時(shí)間的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java統(tǒng)計(jì)線程空閑時(shí)間的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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