java线程池概念
我们知道,java最大的特性在于其对多线程以及并发性的友好支持,但线程的创建是和我们的cpu有关系的,持续不断的创建势必会带来更多的开销,当我们有多个请求并发而来,且访问的时间很短,这就势必会造成我们cpu的压力,而java线程池就是为了解决这个问题而产生的,利用已有的线程来处理多个任务,以减少cpu创建线程时所带来的开销
java线程池知识点扫盲
在学习java线程池首先必须掌握几个要点
对于线程的创建以及其生命周期想必肯定是知道了,而在线程池的源代码中出现了一个类需要我们先了解一下ReentrantLock,由于对多线程用的还是比较少,所以就去了解了一下,读到源代码的时候,由于ReentrantLock主要依赖于abs来实现,然后读着读着发现aqs中出现了重入锁,一脸蒙蔽,什么是重入锁呢,用下面一个例子简单说明一下。
public class ReentrantTest {
public void method1() {
synchronized (ReentrantTest.class) {
System.out.println("方法1获得ReentrantTest的内置锁运行了");
method2();
}
}
public void method2() {
synchronized (ReentrantTest.class) {
System.out.println("方法1里面调用的方法2重入内置锁,也正常运行了");
}
}
public static void main(String[] args) {
new ReentrantTest().method1();
}
}
由以上例子可得,只有同一线程的才有资格访问method2,而在abs中,通常用的是lock来做,举例
public class RepeatLock1 {
boolean isLocked = false;
Thread lockedBy = null;
int lockedCount = 0;
public synchronized void lock()
throws InterruptedException{
Thread callingThread = Thread.currentThread();
while(isLocked && lockedBy != callingThread){
wait();
}
isLocked = true;
lockedCount++;
lockedBy = callingThread;
}
public synchronized void unlock(){
if(Thread.currentThread() == this.lockedBy){
lockedCount--;
if(lockedCount == 0){
isLocked = false;
notify();
}
}
}
}
由于ReentrantLock比较高级,他可以控制线程是否可以获取锁而不是像synchronized一样,一直处于等待状态,同时为了节省线程的开销,aqs提供了同一线程是否可以获得锁,如果已获取,那就+1,这在我们后面读源码的时候会讲到
接下来我们就来讲解一下ReentrantLock这个类
由上图我们可知,在ReentrantLock中的有两个内部类,公平锁和非公平锁,两个子类都是继承abs的,现在我们来跟一下非公平锁的实现方式吧。
final void lock() {
acquire(1);
}
当我们要获取锁的时候会调用这个lock方法,lock方法里面有个acquire(1)方法,那么这个方法有什么用呢,我们不妨在看一下源代码。
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
这里我们不妨可以做个比喻,假如现在有一个线程已经占用了锁对象,那么第二个线程请求过来的时候就要通过tryAcquire()方法去判断是否可以获得锁,这里显然是获取不到,那么我们就会执行第二方法,将请求放到请求队列中去,我们先来看看addwaiter这个方法是如何放的。
private Node addWaiter(Node mode) {
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
// Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
Node pred = tail;
if (pred != null) {
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
enq(node);
return node;
}
这里会将当前的线程放到节点中去,然后再判断tail是否不为空,这里很显然的是tail为null,所以我们会执行enq这个方法,如下
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) { // Must initialize
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
node.prev = t;
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}
由代码我们可求得,首先会把一个空节点加入到头部,然后再将tail=head,又由于他是循环的,那么接下来就会执行到else这一步,将node的前置节点指向head,通过compareAndSetTail(t, node)将node节点放到CLH尾部,然后再将刚刚header的下一个节点指向next,如图
然后返回节点,接下来我们在来看看会执行到的代码
final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
由上我们不难知道首先我们会获取第一个节点是不是和clh中的第一个节点是否一致,这里很显然是一致的,不过由于我们的锁还没有释放,所以会执行第二步
shouldParkAfterFailedAcquire(p, node)会将header的waitstatus由0转变为-1,然后返回true,下一步parkAndCheckInterrupt()通过这个方法将线程暂时挂起来,防止死锁。
现在假设我们的后面又多了一个线程来请求,这时的队列会是什么样呢?
private Node addWaiter(Node mode) {
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
// Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
Node pred = tail;
if (pred != null) {
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
enq(node);
return node;
}
private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
int ws = pred.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL)
/*
* This node has already set status asking a release
* to signal it, so it can safely park.
*/
return true;
if (ws > 0) {
/*
* Predecessor was cancelled. Skip over predecessors and
* indicate retry.
*/
do {
node.prev = pred = pred.prev;
} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
} else {
/*
* waitStatus must be 0 or PROPAGATE. Indicate that we
* need a signal, but don't park yet. Caller will need to
* retry to make sure it cannot acquire before parking.
*/
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
}
return false;
}
接下来又会执行如上代码,判断waitStatus是否>0,大于0表示已经过期,需要剔除掉,再判断节点waitStatus是不是等于0,如果等于0就把他变为-1,然后返回false,重新进入循环到下一步,与之前一样,当然了,当锁释放后,线程2会得到锁,这时后header节点会被剔除,第二个节点会变成header节点,感兴趣的可以自行去看源码。
ExecutorService
下面我们就来看看线程池ExecutorService这个类,下面有一副图表明他在api中的位置
暂时写到这,我继续去扫盲