JAVA5提供了多种类型的线程池,如果你对这些线程池的特点以及类型不太熟悉或者非常熟悉,请帮忙看看这篇文章(顺便帮忙解决里面存在的问题,谢谢!):
http://xtu-xiaoxin.iteye.com/admin/blogs/647580
如果对ThreadPoolExecutor还不是很熟悉,可以看看一篇对ThreadPoolExecutor的介绍的博文:
http://blog.csdn.net/waterbig/archive/2009/11/10/4794244.aspx
首先,JAVA中使用ThreadPoolExecutor的常用方式:
实例代码1
Runnable runnable = new CountService(intArr);
ThreadPoolExecutor execute = (ThreadPoolExecutor)Executors.newFixedThreadPool(10);
//或者使用:ThreadPoolExecutor execute = (ThreadPoolExecutor)Executors.newCachedThreadPool();
execute.submit(runnable);
在分析ThreadPoolExecutor源码前,先了解下面两个概念:
1.核心线程(任务):我们定义的线程,即实现了Runnable接口的类,是我们将要放到线程池中执行的类,如实例代码中的CountService类
2.工作线程:由线程池中创建的线程,是用来获得核心线程并执行核心线程的线程(比较拗口哦,具体看代码就知道是什么东东了)。
Executors是一个线程池工厂,各种类型的线程池都是通过它来创建的,注意把它和Executor分开,感觉这个线程池工厂命名有点问题。
我们主要分析下我们提交任务的处理逻辑,即’execute.submit(runnable)’的实现。
Submit()方法是在ThreadPoolExecutor继承的抽象类AbstractExecutorService中实现的,具体代码如下:
public Future<?> submit(Runnable task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
//对核心线程的一个包装,RunnableFuture还是一个Runnable
RunnableFuture<Object> ftask = newTaskFor(task, null);
//核心线程执行逻辑
execute(ftask);
return ftask;
}
从代码中可以看出,线程的执行逻辑通过execute()完成,而execute是在AbstractExecutorService的子类ThreadPoolExecutor中实现的。看,一个典型的模板模式!废话少说,下面看ThreadPoolExecutor中execute()方法中代码:
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
/*
* command线程运行的整个逻辑在 addIfUnderCorePoolSize(command)方法中实现
* 一般适用于FixedThreadPool
*/
if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {
/*
* poolSize >= corePoolSize条件成立情景:当创建的为CacheThreadPool时,条件
* 就能成立
*/
if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {
if (runState != RUNNING || poolSize == 0)
//两种情况下执行该方法:1.线程池shutdown 2.CacheThreadPool中第一个核心线程的执行
ensureQueuedTaskHandled(command);
}
//CacheThreadPool中线程的执行逻辑
else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))
reject(command); // is shutdown or saturated
}
}
注意:CachedThreadPool和FixedThreadPool的逻辑实现都是在ThreadPoolExecutor中实现的。它两的主要区别就是属性corePoolSize以及workQueue的初始值的不同。具体可自己查看工程类Executors的newFixedThreadPool()和newCachedThreadPool方法。由于这些初始值的不同,所以实现的逻辑也不同,具体的我在代码中已经注释了。
command线程运行的整个逻辑在 addIfUnderCorePoolSize(command)方法中实现的,
详细请看addIfUnderCorePoolSize(command)源码:
private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) {
Thread t = null;
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
//poolSize < corePoolSize 即当前工作线程的数量一定要小于你设置的线程最大数量
//CachedThreadPool永远也不会进入该方法,因为它的corePoolSize初始为0
if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING)
t = addThread(firstTask);
} finally {
mainLock.unlock();
}
if (t == null)
return false;
t.start(); //线程执行了
return true;
}
看’t.start()’,这表示工作线程启动了,工作线程t启动的前提条件是’t = addThread(firstTask); ‘返回值t必须不为null。好了,现在想看看java线程池中工作线程是怎么样的吗?请看addThread方法:
private Thread addThread(Runnable firstTask) {
//Worker就是典型的工作线程,所以的核心线程都在工作线程中执行
Worker w = new Worker(firstTask);
//采用默认的线程工厂生产出一线程。注意就是设置一些线程的默认属性,如优先级、是否为后台线程等
Thread t = threadFactory.newThread(w);
if (t != null) {
w.thread = t;
workers.add(w);
//没生成一个工作线程 poolSize加1,但poolSize等于最大线程数corePoolSize时,则不能再生成工作线程
int nt = ++poolSize;
if (nt > largestPoolSize)
largestPoolSize = nt;
}
return t;
}
看见没,Worker就是工作线程类,它是ThreadPoolExecutor中的一个内部类。下面,我们主要分析Worker类,如了解了Worker类,那基本就了解了java线程池的整个原理了。不用怕,Worker类的逻辑很简单,它其实就是一个线程,实现了Runnable接口的,所以,我们先从run方法入手,run方法源码如下:
public void run() {
try {
Runnable task = firstTask;
firstTask = null;
/**
* 注意这段while循环的执行逻辑,没执行完一个核心线程后,就会去线程池
* 队列中取下一个核心线程,如取出的核心线程为null,则当前工作线程终止
*/
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
runTask(task); //你所提交的核心线程(任务)的运行逻辑
task = null;
}
} finally {
workerDone(this); // 当前工作线程退出
}
}
}
从源码中可看出,我们所提交的核心线程(任务)的逻辑是在Worker中的runTask()方法中实现的。这个方法很简单,自己可以打开看看。这里要注意一点,在runTask()方法中执行核心线程时是调用核心线程的run()方法,这是一个寻常方法的调用,千万别与线程的启动(start())混合了。这里还有一个比较重要的方法,那就是上述代码中while循环中的getTask()方法,它是一个从池队列中取的核心线程(任务)的方法。具体代码如下:
Runnable getTask() {
for (;;) {
try {
int state = runState;
if (state > SHUTDOWN)
return null;
Runnable r;
if (state == SHUTDOWN) //帮助清空队列
r = workQueue.poll();
/*
* 对于条件1,如果可以超时,则在等待keepAliveTime时间后,则返回一null对象,这时就
* 销毁该工作线程,这就是CachedThreadPool为什么能回收空闲线程的原因了。
* 注意以下几点:1.这种功能情况一般不可能在fixedThreadPool中出现
* 2.在使用CachedThreadPool时,条件1一般总是成立,因为CachedThreadPool的corePoolSize
* 初始为0
*/
else if (poolSize > corePoolSize || allowCoreThreadTimeOut) //------------------条件1
r = workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS);
else
r = workQueue.take(); //如果队列不存在任何元素 则一直等待。 FiexedThreadPool典型模式----------条件2
if (r != null)
return r;
if (workerCanExit()) { //--------------------------条件3
if (runState >= SHUTDOWN) // Wake up others
interruptIdleWorkers();
return null;
}
// Else retry
} catch (InterruptedException ie) {
// On interruption, re-check runState
}
}
}
从这个方法中,我们需要了解一下几点:
1.CachedThreadPool获得任务逻辑是条件1,条件1的处理逻辑请看注释,CachedThreadPool执行条件1的原因是:CachedThreadPool的corePoolSize时刻为0。
2.FixedThreadPool执行的逻辑为条件2,从’workQueue.take()’中我们就明白了为什么FixedThreadPool不会释放工作线程的原因了(除非你关闭线程池)。
最后,我们了解下Worker(工作线程)终止时的处理吧,这个对理解CachedThreadPool有帮助,具体代码如下:
/**
* 工作线程退出要处理的逻辑
* @param w
*/
void workerDone(Worker w) {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
completedTaskCount += w.completedTasks;
workers.remove(w); //从工作线程缓存中删除
if (--poolSize == 0) //poolSize减一,这时其实又可以创建工作线程了
tryTerminate(); //尝试终止
} finally {
mainLock.unlock();
}
}
注意workDone()方法中的tyrTerminate()方法,它是你以后理解线程池中shuDown()以及CachedThreadPool原理的关键,具体代码如下:
private void tryTerminate() {
//终止的前提条件就是线程池里已经没有工作线程(Worker)了
if (poolSize == 0) {
int state = runState;
/**
* 如果当前已经没有了工作线程(Worker),但是线程队列里还有等待的线程任务,则创建一个
* 工作线程来执行线程队列中等待的任务
*/
if (state < STOP && !workQueue.isEmpty()) {
state = RUNNING; // disable termination check below
Thread t = addThread(null);
if (t != null)
t.start();
}
//设置池状态为终止状态
if (state == STOP || state == SHUTDOWN) {
runState = TERMINATED;
termination.signalAll();
terminated();
}
}
}
第一次写这么长的博文,还是躲着项目经理写的,真不容易,希望能对想了解java线程池原理的朋友们有一点帮助。