线程池
合理地使用线程池能够带来 3 个好处。
第一:降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
第二:提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
第三:提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制地创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一分配、调优和监控。
ThreadPoolExecutor 执行 execute 方法分下面 4 种情况。1)如果当前运行的线程少于 corePoolSize,则创建新线程来执行任务(注意,执行这一步骤需要获取全局锁)。2)如果运行的线程等于或多于 corePoolSize,则将任务加入 BlockingQueue。3)如果无法将任务加入 BlockingQueue(队列已满),则创建新的线程来处理任务(注意,执行这一步骤需要获取全局锁)。4)如果创建新线程将使当前运行的线程超出 maximumPoolSize,任务将被拒绝,并调用 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法。
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
int c = ctl.get();
// 如果线程数小于基本线程数,则创建线程并执行当前任务
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
// 如线程数大于等于基本线程数或线程创建失败,则将当前任务放到工作队列中。
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
int recheck = ctl.get();
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
addWorker(null, false);
}
// 如果线程池不处于运行中或任务无法放入队列,并且当前线程数量小于最大允许的线程数量, 则创建一个线程执行任务。
else if (!addWorker(command, false))
// 抛出RejectedExecutionException异常
reject(command);
}
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ThreadPoolExecutor 采取上述步骤的总体设计思路,是为了在执行 execute()方法时,尽可能地避免获取全局锁(那将会是一个严重的可伸缩瓶颈)。在 ThreadPoolExecutor 完成预热之后(当前运行的线程数大于等于 corePoolSize),几乎所有的 execute()方法调用都是执行步骤 2,而步骤 2 不需要获取全局锁。
线程池中的线程执行任务分两种情况,如下。
1)在 execute()方法中创建一个线程时,会让这个线程执行当前任务。
2)这个线程执行完上图中 1 的任务后,会反复从 BlockingQueue 获取任务来执行。
工作线程:线程池创建线程时,会将线程封装成工作线程 Worker,Worker 在执行完任务后,还会循环获取工作队列里的任务来执行。我们可以从 Worker 类的 run()方法里看到:
final void runWorker(Worker w) {
Thread wt = Thread.currentThread();
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
w.unlock(); // allow interrupts
boolean completedAbruptly = true;
try {
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
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
if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
(Thread.interrupted() &&
runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
!wt.isInterrupted())
wt.interrupt();
try {
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 {
afterExecute(task, thrown);
}
} finally {
task = null;
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
completedAbruptly = false;
} finally {
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}
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