JAVA 线程池源码之深入状态值分析｜ Java Debug 笔记，java 面试题库百度云链接

这一大堆运算符，只为服务代码中，AtomicInteger ctl这个对象，线程池中，用这个值通过运算偏移的方式，保存了两个值。 核心目的是为了减少锁的竞争。我们先了解一下AtomicInteger

AtomicInteger

用原子方式更新的 int 值，底层实现用的是Unsafe的 compareAndSwapInt（乐观锁）， 如果当前值 == 预期值，则以原子方式将该值设置为给定的更新值。 如果成功，则返回 true。返回 False 指示实际值与预期值不相等。

问题来了，其实它这里只是存一个 Integer 值而已。如何实现存二个呢？作者 Doug Lea ，采用了运算符计算的方式，来保存两个值。Integer 为 32 位， 源码中是采用高三位保存线程状态（RUNNING，SHUTDOWN，STOP，TIDYING，TERMINATED 这五个状态），三位最多可以存储7个状态。注意：但包括 0，加上负数，最多就是7个状态。因为你要保障你的数都在高位，在低位的数值会被覆盖。 低29位保存当前运行的线程数量（workerCountOf），这个最大值为536870911。所以线程数受限于这个值。 我想应该也没有人设置这么大吧！嘿嘿

图片直观感受一下

对这几行代码，进行剥丝抽茧。

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));

//高 3 位用来存储状态，低 29 位存 当前运行的线程数量

private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;

//这个值的大小，看自己需求吧，这个写 29 是给线程数留住了最大空间了.(读写锁里面这个是 16， 感兴趣可以去看看 ReentrantReadWriteLock.)

private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;

//这个值很关键，就是它用来分割一个值的。CAPACITY不是随便写的，它的二进制， 都是 29 位的 1， 1111111111111111，如果COUNT_BITS是 16，代入（1 << COUNT_BITS) - 1）中， 就是低位补 16 个 0，减一个 1，结果就是 16 个 1，如果是 2，就是 2 个 1。

线程状态值

// runState is stored in the high-order bits

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;

重点我们看看这个表格，主要前面 3 位。

计算线程池状态

回顾一下前面的内容，我想应该忘得差不多了，能查到的资料,我也从来不记,我的头脑是让我思考用的。

&与运算 两个操作数中位都为 1，结果才为 1，否则结果为 0。

~即 0 变成 1，1 变成 0.(简单来说是加一，然后取反)比如 3 ，加一，是 4，取反为-4.更直观的详细计算方式请看我上一章。 Thanks?(?ω?)?

用 RUNNING 的状态来计算

//线程池状态 private static int runStateOf(int c) {//CAPACITY =53

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6870911，~后是-536870912//CAPACITY 取反进制是 11100000000000000000000000000000//RUNNING 的取进制是 11100000000000000000000000000000//结果 进制是 11100000000000000000000000000000//todo:结果与 RUNNING 相符合，敲重点,所以这里是取的高位 return c & ~CAPACITY;}

运行的线程数量计算

我们假定目前线程运行的数量是1，线程运行状态为RUNNING。

private static int workerCountOf(int c) {//CAPACITY 536870911 进制是 00011111111111111111111111111111//-536870911 线程数是 1 进制是 11100000000000000000000000000001//结果 进制是 00000000000000000000000000000001//& 两个操作数中，位都为 1，结果才为 1，否则结果为 0//todo:敲重点,所以这里是取的是低位。return c & CAPACITY;}

因为 CAPACITY 高位为000，所以无论怎么算（&）都是取的低29位。

更新线程池运行状态

或运算符用符号“|” ，两个位只要有一个为 1，那么结果就是 1，否则就为 0。

private static int ctlOf(int rs, int wc) {

//比如目前状态为 RUNNING,线程数量为 1。那么值就是

//1110 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001