Executor
线程池顶级接口。定义方法,void execute(Runnable)。方法调用者提供Runnable接口的实现,线程池通过线程执行这个Runnable。服务方法无返回值的,是Runnable接口中的run方法无返回值。
作用是: 启动线程任务的。
ExecutorService
Executor接口的子接口。提供了一个新的服务方法,submit。有返回值(Future类型)。submit方法提供了overload方法。其中有参数类型为Runnable的,不需要提供返回值的;有参数类型为Callable,可以提供线程执行后的返回值。
- void execute(Runnable), Future submit(Callable), Future submit(Runnable)
Future
未来结果,代表线程任务执行结束后的结果。
获取线程执行结果的方式是通过get方法获取的。get无参,阻塞等待线程执行结束,并得到结果。get有参,阻塞固定时长,等待线程执行结束后的结果,如果在阻塞时长范围内,线程未执行结束,抛出异常。
常用方法: T get() T get(long, TimeUnit)
Callable
可执行接口。 类似Runnable接口。也是可以启动一个线程的接口。其中定义的方法是call。call方法的作用和Runnable中的run方法完全一致。call方法有返回值。
接口方法 : Object call();相当于Runnable接口中的run方法。区别为此方法有返回值。不能抛出已检查异常。
ThreadPoolExecutor
就是我们经常说的大名鼎鼎的线程池,Executors工厂创建的线程池都是该类的实例,通过调节参数的大小创建适用于各个场景的线程池。
public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {public Future submit(Runnable task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFutureftask = newTaskFor(task, null); execute(ftask); // 可以看到,最终还是封装成FutureTask进行执行,此处执行是在子类中。 return ftask; }public Future submit(Callable task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture ftask = newTaskFor(task); execute(ftask); // call()方法的执行也在FutureTask中的run()中,详情看下面FutureTask的代码。 return ftask; }protected RunnableFuture newTaskFor(Runnable runnable, T value) { return new FutureTask (runnable, value); }} public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {//ThreadPoolExecutor有很多重载的构造函数,所有构造函数最终都调用了一个构造函数,只是有些构造函数有默认参数而已,看下最终调用的构造函数 public ThreadPoolExecutor( int corePoolSize, 核心线程数 int maximumPoolSize, 最大线程数 long keepAliveTime, 线程的存活时间 TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, 任务队列 BlockingQueue的实现类 ThreadFactory threadFactory, 线程工厂,用于创建线程 RejectedExecutionHandler handler) 饱和策略,指工作队列满了之后的策略 { ... }public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); int c = ctl.get(); 线程状态:AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0)); if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { 1 工作线程是否小于 核心线程数,是的话,增加线程执行任务。 if (addWorker(command, true)) add都会上锁。 return; c = ctl.get(); 检查线程池状态 } if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { 2 线程池运行,加入队列成功 int recheck = ctl.get(); 再检查线程池状态 if (! isRunning(recheck) && remove(command)) 线程池状态不是runing或者shutdown,移出队列 reject(command); 执行拒绝策略 else if (workerCountOf(recheck) == 0) 看看有没有空闲的worker,如果没有的话创建一个 addWorker(null, false); } else if (!addWorker(command, false)) 3 任务入队失败了,说明满了,使用拒绝策略 reject(command); }private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) { retry: for (;;) { int c = ctl.get(); int rs = runStateOf(c); if (rs >= SHUTDOWN && 1 判断是running状态或者shutdown状态且任务队列不为空情况下才接着进行 ! (rs == SHUTDOWN && firstTask == null && ! workQueue.isEmpty())) return false; for (;;) { int wc = workerCountOf(c); if (wc >= CAPACITY || wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize)) 2 分类别检查线程的数量有没有超出限制 return false; if (compareAndIncrementWorkerCount(c)) 3 worker数量+1,此处用CAS,增加失败就循环运行 break retry; c = ctl.get(); if (runStateOf(c) != rs) continue retry; } } 4 创建一个Worker对象(Worker是一个内部类,可以认为就是一个线程) } 5 添加mainLock.lock() } 6 检查线程池运行状态,然后放到workers 中,关锁, 之后启动线程
任务队列,BlockingQueue的实现类
ArrayBlockingQueue
LinkedBlockingQueue (Fixed线程池使用)
SynchronousQueue 不存储元素的阻塞队列(Cached线程池使用)
饱和策略,指工作队列满了之后的策略,可选以下几种
AbortPolicy : 直接抛出异常
CallerRunsPolicy : 只用调用者所在的线程在执行
DiscardOldestPolicy:去除队列中最近的一个任务
DiscardPolicy : 不处理,丢弃掉
使用AtomicInteger 的CAS机制来实现对运行时状态以及工作线程计数的并发一致性操作,低29位(32-3)用来保存workerCount,所以workerCount的最大为2^29 -1 。高3位用来保存runState,这样实现具有较高效率。
Worker类
轻量级独占重入锁,主要防止在执行任务期间被中断干扰。并实现了Runable接口,run方法代理到外层runwork方法主循环上。
private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable { // Worker类封闭了一个Thread对象,同时实现了AQS锁,这个锁主要是在中断线程时使用。 private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L; final Thread thread; // 传进来的任务,最后都会用一个个的worker去执行,这里面有线程。 Runnable firstTask; volatile long completedTasks; public void run() { runWorker(this); // 如果是没有任务会去任务队列里面找 } }final void runWorker(Worker w) { Thread wt = Thread.currentThread(); Runnable task = w.firstTask; w.firstTask = null; w.unlock(); boolean completedAbruptly = true; try { while (task != null || (task = getTask()) != null) { //队列中取任务,如果没有任务可以获取,则此循环终止 w.lock(); if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) || //检查是否被中断 (Thread.interrupted() && runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) && !wt.isInterrupted()) wt.interrupt(); try { beforeExecute(wt, task); Throwable thrown = null; try { task.run(); // 执行任务 } catch (RuntimeException x) { thrown = x; throw x; } catch (Error x) { thrown = x; throw x; } catch (Throwable x) { thrown = x; throw new Error(x); } finally { afterExecute(task, thrown); } } finally { task = null; w.completedTasks++; w.unlock(); } } completedAbruptly = false; } finally { processWorkerExit(w, completedAbruptly); }}
线程池状态
RUNNING:该状态下的线程池可以接受新任务,并且可以处理等待队列中的任务。
SHUTDOWN:该状态下的线程池不再接受新任务,但是可以处理等待队列中的任务。
STOP:该状态下的线程池不再接受新任务,不再处理等待队列中的任务,会中断正在执行的任务。
TIDYING:所有的任务都已经中止,活动线程数为0,此状态下的线程池即将转移到TERMINATED状态。
TERMINATED:terminated()执行完后到达此状态。