线程池是怎么回收空闲线程的?如果你认为有定时任务,那你就错了!

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大家好,我是tin,这是我的第4篇原创文章
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一、来唠嗑唠嗑题外话

配图和本文内容无关,之所以留此配图是因为最近自己作为万年windows系统用户终于尝试买入了人生第一台mac,也就是今年刚出来,大家都比较关心、讨论也满天飞的mac M1!此文作为使用mac输出的第一篇技术文章,谨此纪念。

感觉怎么样呢?作为一个完全mac新用户,主要的体会是这样的:

  1. 续航真真长!自己亲测,17-18小时毫无压力。

  2. 很不习惯。包括了macOS、快捷键、触摸板、文件管理,到目前为止我还没弄明白control、option、command这三个键的区别。

  3. 整机质感很好。最想说的就是屏幕,很细、很腻、很柔,非常有一种舒服感、质感,大体有些「遇见即要护你终生」的感觉。

至于网上一直讨论的兼容性问题,目前还没遇到,因为我本机用的最多的是浏览器、微信、IDEA,这些都能正常运行。

好了,回归正题。

二、究竟谁负责回收线程池空闲线程?

这个问题的来源也是比较巧,曾经跟同事聊天,说怎么去考量候选人简历上的“精通Java线程池”,考虑出发点一是不能网上出现过的,因为可以背答案,二是要能体现候选人真的懂线程池,起码源码看过(非熟悉使用Java线程池)。

一次面试的时候,同事突然想到的这个问题。于是今天我就把这个问题作为本文分析线程池的出发点了。

首先,这个问题常见的答案有:

① 线程池回收的 ---等于没答

② 会单独有一个定时任务回收空闲线程 ---完全错误

正确答案是这样的:

超过corePoolSize的空闲线程由线程池回收,线程池Worker启动跑第一个任务之后就一直循环遍历线程池任务队列,超过指定超时时间获取不到任务就remove Worker,最后由垃圾回收器回收。

这里面有两个概念想重新说一下,一个是Worker,另一个是任务队列。

Worker是线程池ThreadPoolExecutor的一个内部类,其有一个成员变量thread(线程),所以我们可以把一个Worker假以理解为一个线程。

任务队列是BlockingQueue,都说精通线程池了,如果熟悉这个队列的话,能不熟悉它的几个方法吗?线程池正是利用poll方法的超时时间来决定要不要回收空闲线程的。

boolean poll(E e, long timeout, TimeUnit unit)

三、源码一窥究竟

讲完答案,一起看看怎么举证它,先把测试用例写起来:

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定义了核心线程数为1,最大线程数为2,队列长度为2的线程池,程序运行时一次性给线程池安排4个任务,重复两次,下面是运行的结果截图:


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从现象看,我们的问题复现出来了!已经复现那就好办了,可以打断点进去一看究竟了(为了便于分析理解,我就没有把debug截图出来,都是关键源码截图)!

我们再回顾下线程池的类图,要不然我们还不知道在哪里看,在哪里下手打断点是不是?


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ThreadPoolExecutor至关重要,它就是我们所说的线程池了。Executors给了很多生成默认线程池的方法,但一般不建议用Executors的默认线程池,具体原因不在本文讨论范围之内,有兴趣可以先自行了解。

已经找到ThreadPoolExecutor关键类, 再上一个线程池运行任务的基本流程图


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有了这图是不是就很清晰了?重点在「线程执行任务」里面,接下来我们开始看源码。

从ThreadPoolExecutor的excute方法看起,为什么从这里看起?因为我们的任务放到线程池后,是从调用execute执行开始的。


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execute主体代码量很少,我特地圈出了addWorker,里面最最重要的就是初始化Worker同时启动thread。


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上图是Worker作为内部类最关键的代码,非常有意思的是Worker本身也是一个Runnable,它把自己放到自己的成员变量thread里面来执行了!thread顾名思义就是线程了。

这样就明了了,Worker实现了Runnable接口,我们直接看它的run方法,看截图的③处标记,抽离出来一个runWorker方法,我们直接看runWorker方法,看下图:


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①处是一个while循环,getTask方法就是从线程池队列取任务,里面就是上面我说到的调用BlockingQueue的poll方法,超时时间即是我们配置线程池事的keepAliveTime。

②处就是我们本问题真正答案之处了呀!发现没,一旦跳出while循环,即进入到processWorkExit方法,这就是回收Worker,答案终于浮出水面,看下面截图:


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细心的同学可能发现了,这个回收岂不是把核心线程也会回收?

非也,这个问题的答案在getTask方法里面,来,我们再看一下getTask方法:


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①处表示是否允许核心线程超时,或者线程数是否大于核心线程数。(这里说一下一个非常细的点:线程池中如果线程数低于核心线程数,就一定不会回收线程了吗?答案显然不是,allowCoreThreadTimeOut参数不就可以实现回收了么!)

②处就是从任务队列取任务了,带了timeOut参数的poll方法超时未能从任务队列获取任务即返回null,从而实现最终的线程回收。

四、结束求关注

我是tin,一个在努力让自己早日变成大神的普通攻城狮。自己阅历有限、学识浅薄,如有发现文章不妥之处,非常欢迎加我提出,我一定细心推敲加以修改。


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