并发编程学习笔记（三十三、线程池源码三，线程池状态）

目录：

• 位运算复习
• 线程池状态解析

位运算复习

原码：一个整数的绝对值转换成二进制，若此数为整数最高位为0，为负数最高位为1。

反码：除最高位的整数标记外，其它数均由0变1，1变0。

补码：反码+1。

注：计算机中不管正数还是负数都用二进制的补码表示，正数的原码、反码、补码都一样。

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示例1：-1

• 原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
• 反码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
• 补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

示例2：-2

• 原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010
• 反码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101
• 补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110

示例3：2

• 原码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010
• 反码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010
• 补码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

线程池状态解析

1、基本属性：

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;

• ctl包含两部分信息：runState=线程池状态，workerCount=有效的工作线程数。
• COUNT_BITS：29
• CAPACITY：工作线程最大容量，即0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111。

为啥ctlctl会包含两部分信息呢，因为总共有5个状态，所以用3个bit就能表示了，也就是高3为来表示；故低29位就可以表示工作线程数，即最多为2^29-1：536870911，5亿多。

2、线程池状态：

• RUNNING：接收新的任务，并且执行阻塞队列的任务。
• SHUTDOWN：不接收新的任务，但可以执行阻塞队列的任务。
• STOP：不接收新的任务，也不可以执行阻塞队列的任务。
• TIDYING：所有任务都已终止（工作线程数为0），进入TIDYING状态会执行terminated()方法。
• TERMINATED：terminated()方法执行完后进入TERMINATED状态。

private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;
private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;
private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;
private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;
private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;

3、操作方法：

/** 得到运行状态，即保留高3位 **/
private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; }
/** 得到工作线程数量，及保留低29位 **/
private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY; }
/** 初始化ctl **/
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }

/**
 * 判断线程池状态是否小于s
 */
private static boolean runStateLessThan(int c, int s) {
    return c < s;
}

/**
 * 判断线程池状态是否大于等于s
 */
private static boolean runStateAtLeast(int c, int s) {
    return c >= s;
}

/**
 * 判断线程池状态是否处于运行中
 */
private static boolean isRunning(int c) {
    return c < SHUTDOWN;
}

/**
 * CAS增加1个工作线程数
 */
private boolean compareAndIncrementWorkerCount(int expect) {
    return ctl.compareAndSet(expect, expect + 1);
}

/**
 * CAS减少1个工作线程数
 */
private boolean compareAndDecrementWorkerCount(int expect) {
    return ctl.compareAndSet(expect, expect - 1);
}

/**
 * 尝试CAS方式将工作线程数减1
 * 仅在线程突然终止时才调用
 */
private void decrementWorkerCount() {
    do {} while (! compareAndDecrementWorkerCount(ctl.get()));
}

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