线程池的种类
| 线程池名称 |
描述 |
| FixedThreadPool |
核心线程数等于最大线程池，任务队列长度为Integer.MAX_VALUE |
| SingleThreadExecutor |
一个线程的线程池，任务队列长度为Integer.MAX_VALUE |
| CachedThreadPool |
核心线程为0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE |
| ScheduledThreadPool |
指定核心线程数的周期任务调度线程池 |
| SingleThreadScheduledExecutor |
核心线程数为1的周期任务调度线程池 |
| ForkJoinPool |
JDK7引入的新的线程池，用于任务拆分，并发执行，然后将结果join合并 |
线程池参数
| 参数 |
描述 |
| corePoolSize |
核心线程数量 |
| maximumPoolSize |
最大线程数量 |
| keepAliveTime |
超时时间 |
| TimeUnit |
超时时间单位 |
| BlockingQueue |
任务队列 |
| ThreadFactory |
创建线程的工厂 |
| RejectedExecutionHandler |
拒绝策略 |
线程池源码解析
execute
- 当前线程池 < 核心线程数时，直接创建核心线程
- 将command加入到任务队列，如果工作线程数为0，则创建非核心线程
- 如果核心线程数已满，任务队列已满，尝试创建新的线程，如果失败则执行拒绝策略
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
int c = ctl.get();
// 当前线程数比核心线程数少，直接创建worker对象(核心线程)并执行当前任务
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
// 核心线程数已满，任务队列未满，添加到任务队列
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
int recheck = ctl.get();
// 如果线程池处于非运行状态，且成功移除当前任务，则执行拒绝策略
if (!isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
// 如果工作线程数为0，则新建线程(非核心线程)
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
addWorker(null, false);
}
// 添加到任务队列失败，尝试创建新的线程(非核心线程)，失败则执行拒绝策略
else if (!addWorker(command, false))
reject(command);
}
addWorker
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
retry: for (;;) {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c);
// 非运行状态的线程池，拒绝创建新的线程(如果队列非空时，允许创建不带任务的线程)
if (rs >= SHUTDOWN &&
! (rs == SHUTDOWN &&
firstTask == null &&
! workQueue.isEmpty()))
return false;
// CAS设置工作线程数
for (;;) {
int wc = workerCountOf(c); // 获得worker工作线程数
if (wc >= CAPACITY || // 如果线程数大于允许大小，或者根据情况大于core或max，返回false
wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
return false;
if (compareAndIncrementWorkerCount(c)) // 否则通过cas来增加工作线程数(循环获取)
break retry;
c = ctl.get(); // Re-read ctl
if (runStateOf(c) != rs) // 如果状态发生了改变，则外层重试
continue retry;
// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
}
}
// 正式构建worker对象
boolean workerStarted = false; // 工作线程启动标识
boolean workerAdded = false; // 工作线程添加成功标识
Worker w = null;
try {
// 构建一个Worker对象(实现了Runable接口，run方法实现为循环获取阻塞队列中的任务进行执行)
w = new Worker(firstTask);
final Thread t = w.thread;
if (t != null) {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
// Recheck while holding lock.
// Back out on ThreadFactory failure or if
// shut down before lock acquired.
int rs = runStateOf(ctl.get());
// 当前线程池为运行状态，或者SHUTDOWN状态但firstTask为空时，才加入到workers集合
if (rs < SHUTDOWN ||
(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
if (t.isAlive()) // precheck that t is startable
throw new IllegalThreadStateException();
workers.add(w);
int s = workers.size();
if (s > largestPoolSize)
largestPoolSize = s;
workerAdded = true;
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
// 如果线程以及添加到workers，则启动线程
if (workerAdded) {
t.start();
workerStarted = true;
}
}
} finally {
// 如果线程启动失败，则将worker移除workers集合
if (!workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
return workerStarted;
}
worker.run()
public void run() {
runWorker(this);
}
final void runWorker(Worker w) {
Thread wt = Thread.currentThread();
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
w.unlock(); // allow interrupts
boolean completedAbruptly = true;
try {
// 使用初始化任务或者从阻塞队列中获取任务
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
// worker本身实现了AQS队列，采用独占锁的设计，但无重入特性(一旦获取了锁，代表当前线程在执行任务，不应该响应中断)
w.lock();
// If pool is stopping, ensure thread is interrupted;
// if not, ensure thread is not interrupted. This
// requires a recheck in second case to deal with
// shutdownNow race while clearing interrupt
// 如果pool is stopping，则线程将被中止
if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
(Thread.interrupted() &&
runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
!wt.isInterrupted())
wt.interrupt();
try {
// 前置切入方法
beforeExecute(wt, task);
Throwable thrown = null;
try {
task.run();
} catch (RuntimeException x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Error x) {
thrown = x; throw x;
} catch (Throwable x) {
thrown = x; throw new Error(x);
} finally {
// 后置切入方法
afterExecute(task, thrown);
}
} finally {
task = null;
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
completedAbruptly = false;
} finally {
// worker退出时的处理逻辑
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}
getTask()
private Runnable getTask() {
boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?
for (;;) {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c);
// 如果线程池处于Stop状态，或者任务队列为空且处于shutdown状态，则worker减一，进入回收当前worker逻辑
if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
decrementWorkerCount();
return null;
}
int wc = workerCountOf(c);
// 计算是否需要采用超时控制(allowCoreThreadTimeOut默认false, 只有线程数大于核心线程数时采用超时控制)
boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
// decrement - 阻塞队列中获取任务发生了超时，且当前阻塞队列任务为空，则进入回收当前worker逻辑
if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
&& (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
return null;
continue;
}
try {
// 阻塞式获取任务(非核心线程时，timed为true,采用超时控制，一旦超时，自旋进入回收worker逻辑 - decrement)
Runnable r = timed ?
workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
workQueue.take();
if (r != null)
return r;
timedOut = true;
} catch (InterruptedException retry) {
timedOut = false;
}
}
}
tips
- 线程池的关闭
- shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止，但再也不会接受新的任务
- shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务
- 线程数设置
对于cpu密集型任务，应尽量利用cpu资源，参考值可以设为 NCPU+1
对于IO密集型任务，可根据IO耗时，参考值推荐为((线程池设定的线程等待时间+线程CPU时间)/线程CPU时间)*CPU数目
推荐参考：并发编程 - 线程池的使用
- 线程的创建时机
- 首先创建核心线程
- 核心线程满，则加入任务队列(如果工作线程数为0，则创建非核心线程)
- 任务队列也满，则创建非核心线程
- 非核心线程也满，执行拒绝策略。