ThreadPoolExecutor线程池学习笔记

Posted 2021-06-16 爱叨叨的程序狗

一、线程池是什么

线程池是一种基于池化思想管理线程的工具。

创建/销毁是一个耗时操作，频繁使用会降低整体性能，使用线程池维护多个线程，可有效降低运行中性能开销，以及更好的管理线程。

Java中自定义线程池是自JDK1.5后出现的ThreadPoolExecutor。 Executor提供了一种思想：将任务提交和任务执行进行解耦，在编码时只需将要执行耗时操作逻辑放入Runanble中即可，无需关心线程调度和执行。

ExecutorService提供了扩充执行任务的能力，在执行线程内操作时可以获取执行后的返回值Future，同时提供了线程池管控能力。

线程池内部实际上构建了一个生产者、消费者模型，将线程和任务解耦，并不直接关联，从而复用线程。

线程池的组成

1. 任务管理：（生产者角色）
2. 线程管理：（消费者角色）

当提交任务后所经步骤：

1. 直接申请线程执行该任务
2. 缓冲到队列中等待线程执行
3. 拒绝该任务

线程被统一维护在线程池内，根据任务请求进行线程分配，当线程执行完任务后会继续获取新任务执行，最终当线程获取不到任务的时候，线程就会被回收。

线程池生命周期

线程池生命周期是由内部隐式维护，线程池的运行状态(runState)和有效线程数量(workerCount)关乎线程池的运行状态。

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));

主池控制状态ctl是一个原子整数，封装了两个概念字段workerCount，表示有效线程数runState，表示是否正在运行、正在关闭等，高3位保存runState，低29位保存workerCount

runState 提供主要的生命周期控制，取值：

• RUNNING：接受新任务并处理排队任务
• SHUTDOWN：关闭状态，不接受新任务，但处理排队任务
• STOP：不接受新任务，不处理排队任务，并中断正在进行的任务
• TIDYING：所有任务都已终止
• TERMINATED：terminate() 已完成

当workerCount 为零时，转换到状态 TIDYING 的线程将运行 terminate() 钩子方法。

private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; } //计算当前运行状态
private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY; }  //计算当前线程数量
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }   //通过状态和线程数生成ctl

runState 随时间递增，但不需要命中每个状态。 转换是： RUNNING -> SHUTDOWN 在调用 shutdown() 时，可能隐含在 finalize() 中（RUNNING 或 SHUTDOWN）-> STOP 在调用 shutdownNow() 时 SHUTDOWN -> TIDYING 当队列和池都为空时 STOP -> TIDYING当池为空时 TIDYING -> TERMINATED 当 terminate() 钩子方法完成时，在 awaitTermination() 中等待的线程将在状态达到 TERMINATED 时返回。 检测从 SHUTDOWN 到 TIDYING 的转换，因为在非空之后队列可能会变空，在 SHUTDOWN 状态期间反之亦然，但是我们只能在看到它为空后看到 workerCount 时才终止是 0

生命周期流程