Java 线程池中的线程复用是如何实现的?
前几天,技术群里有个群友问了一个关于线程池的问题,内容如图所示:
关于线程池相关知识可以先看下这篇:为什么阿里巴巴Java开发手册中强制要求线程池不允许使用Executors创建?
那么就来和大家探讨下这个问题,在线程池中,线程会从 workQueue 中读取任务来执行,最小的执行单位就是 Worker,Worker 实现了 Runnable 接口,重写了 run 方法,这个 run 方法是让每个线程去执行一个循环,在这个循环代码中,去判断是否有任务待执行,若有则直接去执行这个任务,因此线程数不会增加。
如下是线程池创建线程的整体流程图:
首先会判断线程池的状态,也就是是否在运行,若线程为非运行状态,则会拒绝。接下来会判断线程数是否小于核心线程数,若小于核心线程数,会新建工作线程并执行任务,随着任务的增多,线程数会慢慢增加至核心线程数,如果此时还有任务提交,就会判断阻塞队列 workQueue
是否已满,若没满,则会将任务放入到阻塞队列中,等待工作线程获得并执行,如果任务提交非常多,使得阻塞队列达到上限,会去判断线程数是否小于最大线程数 maximumPoolSize
,若小于最大线程数,线程池会添加工作线程并执行任务,如果仍然有大量任务提交,使得线程数等于最大线程数,如果此时还有任务提交,就会被拒绝。
现在我们对这个流程大致有所了解,那么让我们去看看源码是如何实现的吧!
线程池的任务提交从 submit 方法来说,submit 方法是 AbstractExecutorService 抽象类定义的,主要做了两件事情:
把 Runnable 和 Callable 都转化成 FutureTask
使用 execute 方法执行 FutureTask
execute 方法是 ThreadPoolExecutor 中的方法,源码如下:
可以看到 execute 方法中的的核心方法为 addWorker,再去看 addWorker 方法之前,先看下 Worker 的初始化方法:
在 Worker 初始化时把当前 Worker 作为线程的构造器入参,接下来从 addWorker 方法中可以找到如下代码:
这块代码是添加 worker 成功,调用 start 方法启动线程,Thread t = w.thread;
此时的 w 是 Worker 的引用,那么t.start();
实际上执行的就是 Worker 的 run 方法。
Worker 的 run 方法中调用了 runWorker 方法,简化后的 runWorker 源码如下:
这个 while 循环有个 getTask 方法,getTask 的主要作用是阻塞从队列中拿任务出来,如果队列中有任务,那么就可以拿出来执行,如果队列中没有任务,这个线程会一直阻塞到有任务为止(或者超时阻塞),其中 getTask 方法的时序图如下:
其中线程复用的关键是 1.6 和 1.7 部分,这部分源码如下:
使用队列的 poll 或 take 方法从队列中拿数据,根据队列的特性,队列中有任务可以返回,队列中无任务会阻塞。
线程池的线程复用就是通过取 Worker 的 firstTask 或者通过 getTask 方法从 workQueue 中不停地取任务,并直接调用 Runnable 的 run 方法来执行任务,这样就保证了每个线程都始终在一个循环中,反复获取任务,然后执行任务,从而实现了线程的复用。
总结
本文主要从源码的角度解析了 Java 线程池中的线程复用是如何实现的。欢迎大家留言交流讨论。
更详细的源码解析可以点击链接查看:https://github.com/wupeixuan/JDKSourceCode1.8
参考
https://github.com/wupeixuan/JDKSourceCode1.8
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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/45e26294db3c011b53a0ea6a8】。文章转载请联系作者。
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