如何停止一个线程池?

Java 并发工具包中 java.util.concurrent.ExecutorService 接口定义了线程池任务提交、获取线程池状态、线程池停止的方法等。

JDK 1.8 中，线程池的停止一般使用 shutdown()、shutdownNow()、shutdown() + awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) 方法。

1、shutdown() 方法源码中解释

     * Initiates an orderly shutdown in which previously submitted
     * tasks are executed, but no new tasks will be accepted.
     * Invocation has no additional effect if already shut down.

• 有序关闭，已提交任务继续执行
• 不接受新任务

2、shutdownNow() 方法源码中解释

     * Attempts to stop all actively executing tasks, halts the
     * processing of waiting tasks, and returns a list of the tasks
     * that were awaiting execution.

• 尝试停止所有正在执行的任务
• 停止等待执行的任务，并返回等待执行的任务列表

3、awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) 方法源码中解释

  * Blocks until all tasks have completed execution after a shutdown
     * request, or the timeout occurs, or the current thread is
     * interrupted, whichever happens first.
     *
     * @param timeout the maximum time to wait
     * @param unit the time unit of the timeout argument
     * @return {@code true} if this executor terminated and
     *         {@code false} if the timeout elapsed before termination
     * @throws InterruptedException if interrupted while waiting

• 收到关闭请求后，所有任务执行完成、超时、线程被打断，阻塞直到三种情况任意一种发生
• 参数可以设置超时时间与超时单位
• 线程池关闭返回 true；超过设置时间未关闭，返回 false

实践：

1、使用 Executors.newFixedThreadPool(int nThreads) 创建固定大小线程池，测试 shutdown() 方法

package constxiong.concurrency.a013;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * 测试固定数量线程池 shutdown() 方法
 * @author ConstXiong
 */
public class TestFixedThreadPoolShutdown {
    
    public static void main(String[] args) {
        //创建固定 3 个线程的线程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        
        //向线程池提交 10 个任务
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            final int index = i;
            threadPool.submit(() -> {
                System.out.println("正在执行任务 " + index);
                //休眠 3 秒
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        
        //休眠 4 秒
        try {
            Thread.sleep(4000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //关闭线程池
        threadPool.shutdown();
    }

}

打印结果如下，可以看出，主线程向线程池提交了 10 个任务，休眠 4 秒后关闭线程池，线程池把 10 个任务都执行完成后关闭了。

正在执行任务 1
正在执行任务 3
正在执行任务 2
正在执行任务 4
正在执行任务 6
正在执行任务 5
正在执行任务 8
正在执行任务 9
正在执行任务 7
正在执行任务 10

2、使用 Executors.newFixedThreadPool(int nThreads) 创建固定大小线程池，测试 shutdownNow() 方法

package constxiong.concurrency.a013;

import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * 测试固定数量线程池 shutdownNow() 方法
 * @author ConstXiong
 */
public class TestFixedThreadPoolShutdownNow {
    
    public static void main(String[] args) {
        //创建固定 3 个线程的线程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        
        //向线程池提交 10 个任务
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            final int index = i;
            threadPool.submit(() -> {
                System.out.println("正在执行任务 " + index);
                //休眠 3 秒
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        
        //休眠 4 秒
        try {
            Thread.sleep(4000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //关闭线程池
        List<Runnable> tasks = threadPool.shutdownNow();
        System.out.println("剩余 " + tasks.size() + " 个任务未执行");
    }

}

打印结果如下，可以看出，主线程向线程池提交了 10 个任务，休眠 4 秒后关闭线程池，线程池执行了 6 个任务，抛出异常，打印返回的剩余未执行的任务个数。

正在执行任务 1
正在执行任务 2
正在执行任务 3
正在执行任务 4
正在执行任务 6
正在执行任务 5
剩余 4 个任务未执行
java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
    at constxiong.concurrency.a013.TestFixedThreadPoolShutdownNow.lambda$0(TestFixedThreadPoolShutdownNow.java:24)
    at java.util.concurrent.Executors$RunnableAdapter.call(Executors.java:511)
    at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:266)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
    at constxiong.concurrency.a013.TestFixedThreadPoolShutdownNow.lambda$0(TestFixedThreadPoolShutdownNow.java:24)
    at java.util.concurrent.Executors$RunnableAdapter.call(Executors.java:511)
    at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:266)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
    at constxiong.concurrency.a013.TestFixedThreadPoolShutdownNow.lambda$0(TestFixedThreadPoolShutdownNow.java:24)
    at java.util.concurrent.Executors$RunnableAdapter.call(Executors.java:511)
    at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:266)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

3、Executors.newFixedThreadPool(int nThreads) 创建固定大小线程池，测试 awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) 方法

package constxiong.concurrency.a013;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 测试固定数量线程池 shutdownNow() 方法
 * @author ConstXiong
 */
public class TestFixedThreadPoolAwaitTermination {
    
    public static void main(String[] args) {
        //创建固定 3 个线程的线程池
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        
        //向线程池提交 10 个任务
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            final int index = i;
            threadPool.submit(() -> {
                System.out.println("正在执行任务 " + index);
                //休眠 3 秒
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        
        //关闭线程池,设置等待超时时间 3 秒
        System.out.println("设置线程池关闭，等待 3 秒...");
        threadPool.shutdown();
        try {
            boolean isTermination = threadPool.awaitTermination(3, TimeUnit.SECONDS);
            System.out.println(isTermination ? "线程池已停止" : "线程池未停止");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        //再等待超时时间 20 秒
        System.out.println("再等待 20 秒...");
        try {
            boolean isTermination = threadPool.awaitTermination(20, TimeUnit.SECONDS);
            System.out.println(isTermination ? "线程池已停止" : "线程池未停止");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

打印结果如下，可以看出，主线程向线程池提交了 10 个任务，申请关闭线程池 3 秒超时，3 秒后线程池并未成功关闭；再获取线程池关闭状态 20 秒超时，线程池成功关闭。

正在执行任务 1
正在执行任务 3
正在执行任务 2
设置线程池关闭，等待 3 秒...
线程池未停止
正在执行任务 4
正在执行任务 6
再等待 20 秒...
正在执行任务 5
正在执行任务 7
正在执行任务 9
正在执行任务 8
正在执行任务 10
线程池已停止

总结：

1、调用 shutdown() 和 shutdownNow() 方法关闭线程池，线程池都无法接收新的任务

2、shutdown() 方法会继续执行正在执行未完成的任务；shutdownNow() 方法会尝试停止所有正在执行的任务

3、shutdown() 方法没有返回值；shutdownNow() 方法返回等待执行的任务列表

4、awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) 方法可以获取线程池是否已经关闭，需要配合 shutdown() 使用

5、shutdownNow() 不一定能够立马结束线程池，该方法会尝试停止所有正在执行的任务，通过调用 Thread.interrupt() 方法来实现的，如果线程中没有 sleep() 、wait()、Condition、定时锁等应用, interrupt() 方法是无法中断当前的线程的。

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