java中線程池的關(guān)閉問題

更新時間：2023年08月10日 16:41:41 作者：趕路人兒

這篇文章主要介紹了java中線程池的關(guān)閉問題,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

java線程池的關(guān)閉問題

線程池是一個重要的資源，關(guān)閉線程池有兩種方式：手動和自動。接下來我們一一講解。

手動關(guān)閉

線程池有兩個方法 shutdown()/shutdownNow()用來關(guān)閉，二者的區(qū)別：

shutdown() 執(zhí)行后停止接受新任務(wù)，會把隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行完畢。
shutdownNow() 也是停止接受新任務(wù)，但會中斷所有的任務(wù)，將線程池狀態(tài)變?yōu)?stop。

兩個方法都會中斷線程，用戶可自行判斷是否需要響應(yīng)中斷。

通常，我們可以設(shè)置一個shutdownHook來關(guān)閉線程池：

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
    try {
        executorService.shutdown();
        while(!executorService.awaitTermination(10,TimeUnit.SECONDS)) {}
    } catch(Exception e) {
    }
}));

自動關(guān)閉

首先要了解線程池在什么情況下會自動關(guān)閉。ThreadPoolExecutor 類（最常用的線程池實(shí)現(xiàn)類）的源碼注釋中有這么一句話：

A pool that is no longer referenced in a program and has no remaining threads will be shutdown automatically.

沒有引用指向且沒有剩余線程的線程池將會自動關(guān)閉。

那么什么情況下線程池中會沒有剩余線程呢？

先來看一下 ThreadPoolExecutor 參數(shù)最全的構(gòu)造方法：

/**
 * @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
 *           if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
 *        核心線程數(shù)：即使是空閑狀態(tài)也可以在線程池存活的線程數(shù)量，除非           
 *        allowCoreThreadTimeOut 設(shè)置為 true。
 * @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.
 *         存活時間：對于超出核心線程數(shù)的線程，空閑時間一旦達(dá)到存活時間，就會被銷毀。
 */
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                           RejectedExecutionHandler handler) { ... ... }

這里只關(guān)心與線程存活狀態(tài)最緊密相關(guān)的兩個參數(shù)：corePoolSize和keepAliveTime。

keepAliveTime參數(shù)指定了非核心線程的存活時間，非核心線程的空閑時間一旦達(dá)到這個值，就會被銷毀，而核心線程則會繼續(xù)存活，只要有線程存活，線程池也就不會自動關(guān)閉。

聰明的你一定會想到，如果把corePoolSize設(shè)置為0，再給keepAliveTime指定一個值的話，那么線程池在空閑一段時間之后，不就可以自動關(guān)閉了嗎？

沒錯，這就是線程池自動關(guān)閉的第一種情況。

1、自動關(guān)閉線程池

核心線程數(shù)為 0 并指定線程存活時間

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(0, 5,
                30L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(15));
for (int i = 0; i < 20; i++) {
    executor.execute(() -> {
        // 簡單地打印當(dāng)前線程名稱
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    });
}

執(zhí)行上述代碼，當(dāng)線程打印結(jié)束后等待30s，程序退出（代表了線程池自動關(guān)閉了）。

其實(shí)Executors.newCachedThrteadPool()創(chuàng)建的線程池，coreP00lSize=0且keepAliveTime=60s，所以也可以自動關(guān)閉。

其源碼如下：

public class Executors {
    ... ...
    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
            return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                          60L, TimeUnit.SECONDS,
                                          new SynchronousQueue<Runnable>());
    }
    ... ...
}

如果將上面示例的代碼corePoolSize改成大于0的數(shù)，當(dāng)線程打印結(jié)束后程序一直不會退出。

2、自動關(guān)閉線程池

通過 allowCoreThreadTimeOut 控制核心線程存活時間

將核心線程數(shù)設(shè)置為0雖然可以實(shí)現(xiàn)線程池的自動關(guān)閉，但也存在一些弊端，根據(jù)線程池工作原理，當(dāng)corePoolSize=0時新到來的任務(wù)會永遠(yuǎn)優(yōu)先被放入任務(wù)隊(duì)列，然后等待被處理，這顯然會影響程序的執(zhí)行效率。

那你可能要問了，有沒有方法來關(guān)閉核心線程呢？

答案是肯定的，從 JDK 1.6 開始，ThreadPoolExecutor 類新增了一個allowCoreThreadTimeOut字段，這個字段值默認(rèn)為false，可使用allowCoreThreadTimeOut()方法對其進(jìn)行設(shè)置，如果設(shè)置為 true，那么核心線程數(shù)也將受keepAliveTime控制，此方法源碼如下：

public void allowCoreThreadTimeOut(boolean value) {
    // 核心線程存活時間必須大于0，一旦開啟，keepAliveTime 也必須大于0
    if (value && keepAliveTime <= 0)
        throw new IllegalArgumentException("Core threads must have nonzero keep alive times");
    // 將 allowCoreThreadTimeOut 值設(shè)為傳入的參數(shù)值
    if (value != allowCoreThreadTimeOut) {
        allowCoreThreadTimeOut = value;
        // 開啟后，清理所有的超時空閑線程，包括核心線程
        if (value)
            interruptIdleWorkers();
    }
}

接下來，把上面例子修改一下，運(yùn)行：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 5,
                30L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(15));
executor.allowCoreThreadTimeOut(true);
for (int i = 0; i < 20; i++) {
            executor.execute(() -> {
               // 簡單地打印當(dāng)前線程名稱
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            });
}

雖然corePoolSize>0，通過設(shè)置allowCoreThreadTimeOut=true，當(dāng)線程打印結(jié)束后等待30s，程序正常退出（說明線程池自動關(guān)閉了）

3、自動關(guān)閉線程池

線程池中的線程設(shè)置為守護(hù)線程

ThreadPoolExecutor executor2 = new ThreadPoolExecutor(1, 5, 30, TimeUnit.SECONDS,
            new ArrayBlockingQueue<Runnable>(150),
            new ThreadFactory() { 
                public Thread newThread(Runnable r) {
                    Thread thread = new Thread(r, r.hashCode()+"");
                    thread.setDaemon(true);//設(shè)置成守護(hù)線程
                    return thread;
                }
            }
);
for (int i = 0; i < 20; i++) {
            executor2.execute(() -> {
               // 簡單地打印當(dāng)前線程名稱
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            });
}

雖然corePoolSize>0，而且沒有設(shè)置allowCoreThreadTimeOut，但是在創(chuàng)建線程池時通過ThreadFactory指定了線程為守護(hù)線程。

當(dāng)線程打印結(jié)束后，無需等待程序正常退出（說明線程池自動關(guān)閉了）。

當(dāng)然，這里是在main函數(shù)中執(zhí)行，不存在其他非守護(hù)線程哈。