【Java】线程池技术（三）ThreadPoolExecutor 状态与运行源码解析

最新推荐文章于 2024-08-18 15:23:50 发布

原创

最新推荐文章于 2024-08-18 15:23:50 发布 · 993 阅读

23 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#java #线程池 #Executor #terminate #shutdown #shutdownNow #线程池状态

ThreadPoolExecutor 状态

ThreadPoolExecutor 继承了 AbstractExecutorService，并实现了 ExecutorService 接口，用于管理线程。内部使用了原子整型 AtomicInteger ctl 来表示线程池状态和 Worker 数量。前 3 位表示线程池状态，后 29 位表示 Worker 数量。

public class ThreadPoolExecutor extends `AbstractExecutorService` {
   
   

    private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
    private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
    private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;

    private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;
    private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;
    private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;
    private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;
    private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;

    private static int runStateOf(int c)     {
   
    return c & ~CAPACITY; }
    private static int workerCountOf(int c)  {
   
    return c & CAPACITY; }
    private static int ctlOf(int rs, int wc) {
   
    return rs | wc; }

    private static boolean runStateLessThan(int c, int s) {
   
   
        return c < s;
    }

    private static boolean runStateAtLeast(int c, int s) {
   
   
        return c >= s;
    }

    private static boolean isRunning(int c) {
   
   
        return c < SHUTDOWN;
    }
    
    ......
    
}

由源码中的常量定义可知，ThreadPoolExecutor 有 5 种线程池状态：

RUNNING：线程池接收新任务，会执行任务阻塞队列中的任务，ctl 前三位为 111
SHUTDOWN：线程池拒绝接收新任务，会执行任务阻塞队列中的任务，ctl 前三位为 000
STOP：线程池拒绝接收新任务，不会执行任务阻塞队列中的任务，尝试中断正在执行的任务，ctl 前三位为 001
TIDYING：所有任务被关闭，Worker 数量为 0，ctl 前三位为 010
TERMINATED：方法 terminated() 执行完毕，ctl 前三位为 011

通过 ctl 的结构可知，其前三位取值对应的线程池状态满足以下关系：

RUNNING < SHUTDOWN < STOP < TIDYING < TERMINATED

因此 runStateLessThan()、runStateAtLeast()、isRunning() 方法可以很方便的对线程池状态进行判断，不需要考虑当前 Worker 的具体数量。

执行任务源码分析

执行任务的方法为 execute()，其源码如下：

public void execute(Runnable command) {
   
   
    if (command == null)
        throw new NullPointerException();
    
    int c = ctl.get();
    // 1.如果正在运行的线程数少于核心线程数，则尝试以给定的操作作为其第一个任务以启动一个新线程。addWorker()的调用以原子方式检查了 runState 和 workerCount，从而防止由于误报 false 而导致的线程增加
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
   
   
        if (addWorker(command, true))
            return;
        c = ctl.get();
    }
    // 2.如果一个任务成功加入了阻塞队列，那么我们仍然需要仔细检查是否应该添加一个线程（因为自上次检查以来原有的线程可能已死亡）或自进入此方法以来，线程池已关闭。所以如果重新检查状态已停止，有必要则直接回滚入队操作，或者如果没有正在运行的线程，则启动一个新线程。
    if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
   
   
        int recheck = ctl.get();
        
        if (!isRunning(recheck) && remove(command))
            reject(command);
        else if (workerCountOf