欧博app:Java 线程池中的线程复用是若何实现的?

admin/2020-07-12/ 分类:科技/阅读:

前几天,手艺群里有个群友问了一个关于线程池的问题,内容如图所示:

关于线程池相关知识可以先看下这篇:为什么阿里巴巴Java开发手册中强制要求线程池不允许使用Executors建立?

那么就来和人人探讨下这个问题,在线程池中,线程会从 workQueue 中读取义务来执行,最小的执行单元就是 Worker,Worker 实现了 Runnable 接口,重写了 run 方式,这个 run 方式是让每个线程去执行一个循环,在这个循环代码中,去判断是否有义务待执行,若有则直接去执行这个义务,因此线程数不会增添。

如下是线程池建立线程的整体流程图:

首先会判断线程池的状态,也就是是否在运行,若线程为非运行状态,则会拒绝。接下来会判断线程数是否小于焦点线程数,若小于焦点线程数,会新建事情线程并执行义务,随着义务的增多,线程数会逐步增添至焦点线程数,若是此时另有义务提交,就会判断壅闭行列 workQueue 是否已满,若没满,则会将义务放入到壅闭行列中,守候事情线程获得并执行,若是义务提交异常多,使得壅闭行列到达上限,会去判断线程数是否小于最大线程数 maximumPoolSize,若小于最大线程数,线程池会添加事情线程并执行义务,若是仍然有大量义务提交,使得线程数即是最大线程数,若是此时另有义务提交,就会被拒绝。

现在我们对这个流程大致有所领会,那么让我们去看看源码是若何实现的吧!

线程池的义务提交从 submit 方式来说,submit 方式是 AbstractExecutorService 抽象类界说的,主要做了两件事情:

  1. 把 Runnable 和 Callable 都转化成 FutureTask
  2. 使用 execute 方式执行 FutureTask

execute 方式是 ThreadPoolExecutor 中的方式,源码如下:

public void execute(Runnable command) { // 若义务为空,则抛 NPE,不能执行空义务 if (command == null) { throw new NullPointerException(); } int c = ctl.get(); // 若事情线程数小于焦点线程数,则建立新的线程,并把当前义务 command 作为这个线程的第一个义务 if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { if (addWorker(command, true)) { return; } c = ctl.get(); } /** * 至此,有以下两种情形: * 1.当前事情线程数大于即是焦点线程数 * 2.新建线程失败 * 此时会实验将义务添加到壅闭行列 workQueue */ // 若线程池处于 RUNNING 状态,将义务添加到壅闭行列 workQueue 中 if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { // 再次检查线程池符号 int recheck = ctl.get(); // 若是线程池已不处于 RUNNING 状态,那么移除已入队的义务,而且执行拒绝计谋 if (!isRunning(recheck) && remove(command)) { // 义务添加到壅闭行列失败,执行拒绝计谋 reject(command); } // 若是线程池照样 RUNNING 的,而且线程数为 0,那么开启新的线程 else if (workerCountOf(recheck) == 0) { addWorker(null, false); } } /** * 至此,有以下两种情形: * 1.线程池处于非运行状态,线程池不再接受新的线程 * 2.线程处于运行状态,然则壅闭行列已满,无法加入到壅闭行列 * 此时会实验以最大线程数为界建立新的事情线程 */ else if (!addWorker(command, false)) { // 义务进入线程池失败,执行拒绝计谋 reject(command); } } 

可以看到 execute 方式中的的焦点方式为 addWorker,再去看 addWorker 方式之前,先看下 Worker 的初始化方式:

Worker(Runnable firstTask) { // 每个义务的锁状态初始化为-1,这样事情线程在运行之前克制中止 setState(-1); this.firstTask = firstTask; // 把 Worker 作为 thread 运行的义务 this.thread = getThreadFactory().newThread(this); } 

在 Worker 初始化时把当前 Worker 作为线程的组织器入参,接下来从 addWorker 方式中可以找到如下代码:

final Thread t = w.thread; // 若是乐成添加了 Worker,就可以启动 Worker 了 if (workerAdded) { t.start(); workerStarted = true; } 

这块代码是添加 worker 乐成,挪用 start 方式启动线程,Thread t = w.thread; 此时的 w 是 Worker 的引用,那么t.start();实际上执行的就是 Worker 的 run 方式。

Worker 的 run 方式中挪用了 runWorker 方式,简化后的 runWorker 源码如下:

final void runWorker(Worker w) { Runnable task = w.firstTask; while (task != null || (task = getTask()) != null) { try { task.run(); } finally { task = null; } } } 

这个 while 循环有个 getTask 方式,getTask 的主要作用是壅闭从行列中拿义务出来,若是行列中有义务,那么就可以拿出来执行,若是行列中没有义务,这个线程会一直壅闭到有义务为止(或者超时壅闭),其中 getTask 方式的时序图如下:

其中线程复用的关键是 1.6 和 1.7 部门,这部门源码如下:

Runnable r = timed ? workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) : workQueue.take(); 

使用行列的 poll 或 take 方式从行列中拿数据,凭据行列的特征,行列中有义务可以返回,行列中无义务会壅闭。

线程池的线程复用就是通过取 Worker 的 firstTask 或者通过 getTask 方式从 workQueue 中不停地取义务,并直接挪用 Runnable 的 run 方式来执行义务,这样就保证了每个线程都始终在一个循环中,频频获取义务,然后执行义务,从而实现了线程的复用。

总结

本文主要从源码的角度剖析了 Java 线程池中的线程复用是若何实现的。迎接人人留言交流讨论。

最好的关系就是相互成就,人人的在看、转发、留言三连就是我创作的最大动力。

更详细的源码剖析可以点击链接查看:https://github.com/wupeixuan/JDKSourceCode1.8

参考

https://github.com/wupeixuan/JDKSourceCode1.8

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