第十章 Executors源码解析
1、Executors与ThreadPoolExecutor
- ThreadPoolExecutor
- 可以灵活的自定义的创建线程池，可定制性很高
- 想创建好一个合适的线程池比较难
- 使用稍微麻烦一些
- 实际中很少使用
- Executors
- 可以创建4种线程池，这四种线程池基本上已经包含了所有需求，将来根据业务特点选用就好
- 使用非常简单
- 实际中很常用
使用方法：
package com.collection.test;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
//private static ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 30, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10));
//private static Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
//private static Executor executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
//private static Executor executor = Executors.newCachedThreadPool();
private static Executor executor = Executors.newScheduledThreadPool(5);
public void executeTask(){
Task1 task1 = new Task1();//构建任务1
Task2 task2 = new Task2();//构建任务2
executor.execute(task1);//执行任务1
executor.execute(task2);//执行任务2
}
/*
* 基本任务2
*/
class Task1 implements Runnable{
public void run() {
//具体任务的业务
for(int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("hello xxx!!!");
}
}
}
/*
* 基本任务2
*/
class Task2 implements Runnable{
public void run() {
//具体任务的业务
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println("hello world2!!!");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
ThreadPoolExecutorTest test = new ThreadPoolExecutorTest();
test.executeTask();
}
}
2、Executors可以创建的几种线程池简介
- newFixedThreadPool(int corePoolSize)
- 创建一个线程数固定（corePoolSize==maximumPoolSize）的线程池
- 核心线程会一直运行
- 如果一个核心线程由于异常跪了，会新创建一个线程
- 无界队列LinkedBlockingQueue
- newSingleThreadExecutor
- 创建一个线程数固定（corePoolSize==maximumPoolSize==1）的线程池
- 核心线程会一直运行
- 无界队列LinkedBlockingQueue
- 所有task都是串行执行的（即同一时刻只有一个任务在执行）
- newCachedThreadPool
- corePoolSize==0
- maximumPoolSize==Integer.MAX_VALUE
- 队列：SynchronousQueue
- 创建一个线程池：当池中的线程都处于忙碌状态时，会立即新建一个线程来处理新来的任务
- 这种池将会在执行许多耗时短的异步任务的时候提高程序的性能
- 6秒钟内没有使用的线程将会被中止，并且从线程池中移除，因此几乎不必担心耗费资源
- newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
- 用于执行定时或延迟执行的任务，最典型的：异步操作时的超时回调
注意：对于定时任务的执行，在实际使用中，会去使用spring定时器，非常方便
3、newFixedThreadPool(int corePoolSize)
源代码：
/**
* 1、创建一个线程数固定（corePoolSize==maximumPoolSize）的线程池,
* 2、核心线程会一直运行
* 3、无界队列LinkedBlockingQueue
*/
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
说明：execute()的源代码查看第十三章 ThreadPoolExecutor源码解析
4、newSingleThreadExecutor()
源代码：
/**
* 1、创建一个线程数固定（corePoolSize==maximumPoolSize==1）的线程池
* 2、核心线程会一直运行
* 3、无界队列LinkedBlockingQueue
* 注意：所有task都是串行执行的
*/
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
说明：execute()的源代码查看第十三章 ThreadPoolExecutor源码解析
5、newCachedThreadPool()
源代码：
/**
* 1、创建一个线程池：当池中的线程都处于忙碌状态时，会立即新建一个线程来处理新来的任务
* 2、这种池将会在执行许多耗时短的异步任务的时候提高程序的性能。
* 3、6秒钟内没有使用的线程将会被中止，并且从线程池中移除，因此几乎不必担心耗费资源
* 4、队列：SynchronousQueue
* 5、maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE
*/
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>());
}
说明：execute()的源代码查看第十三章 ThreadPoolExecutor源码解析
6、newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
源代码：
Executors：newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
/**
* 创建一个线程池：该线程池可以用于执行延时任务或者定时任务
*/
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
ScheduledThreadPoolExecutor：ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize)
/**
* 创建一个线程池：
* corePoolSize==我们指定
* maximumPoolSize==Integer.MAX_VALUE
* keepAliveTime==0纳秒（即不回收闲置线程）
* 队列： DelayedWorkQueue
*/
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, TimeUnit.NANOSECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
说明：ScheduledThreadPoolExecutor是ThreadPoolExecutor的子类，其中调用的super构造器就是ThreadPoolExecutor的构造器。
ScheduledThreadPoolExecutor：execute(Runnable command)
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
schedule(command, 0, TimeUnit.NANOSECONDS);
}
ScheduledThreadPoolExecutor：schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit)
/**
* 这个方法：其实就是将task封装一下，然后加入到DelayedWorkQueue中
* 1、DelayedWorkQueue其实就是一个DelayQueue
* 2、当有新的task加入时，DelayQueue会将其加入内部的数组对象中，并对其进行排序，在这里，排序的规则就是执行的时间，执行时间越近的排在越前
* 3、线程池中的线程在执行task时，获取最近要执行的task，然后唤醒所有等待available条件的线程来执行该任务
*/
public ScheduledFuture<?> schedule(Runnable command,
long delay,
TimeUnit unit) {
if (command == null || unit == null)
throw new NullPointerException();
RunnableScheduledFuture<?> t = decorateTask(command,
new ScheduledFutureTask<Void>(command, null, triggerTime(delay, unit)));
delayedExecute(t);
return t;
}
注意：这里的注释就是整个ScheduledThreadPoolExecutor的执行机理。
下面说一下其中调用到的一些方法。
第一部分：封装ScheduledFutureTask任务
ScheduledThreadPoolExecutor：triggerTime(long delay, TimeUnit unit)
/**
* 返回一个delayed action（延时任务）的触发时间
*/
private long triggerTime(long delay, TimeUnit unit) {
return triggerTime(unit.toNanos((delay < 0) ? 0 : delay));
}
/**
* Returns the trigger time of a delayed action.
*/
long triggerTime(long delay) {
return now() +
((delay < (Long.MAX_VALUE >> 1)) ? delay : overflowFree(delay));
}
说明：用于计算延时任务的触发时间。
注意：在上边的execute()方法中传递的delay是0，根据上边的代码，计算出触发时间就是now()。
ScheduledThreadPoolExecutor：内部类ScheduledFutureTask
private class ScheduledFutureTask<V>
extends FutureTask<V> implements RunnableScheduledFuture<V> {
private final long sequenceNumber;//用于打破FIFO关系的序列号
private long time;//任务执行的触发时间
/**
* 一个用于重复执行的任务的时间段（单位：纳秒）
* 0-->不重复执行的任务
* 正值：fixed-rate执行
* 负值：fixed-delay执行
*/
private final long period;
/**
* 创建一个一次性的action并且指定触发时间
*/
ScheduledFutureTask(Runnable r, V result, long ns) {
super(r, result);
this.time = ns;
this.period = 0;
this.sequenceNumber = sequencer.getAndIncrement();
}
说明：ScheduledFutureTask是FutureTask的子类，上边的构造器中的super(r, result)代码如下：
FutureTask：FutureTask(Runnable runnable, V result)
private final Sync sync;//控制FutureTask的同步器
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
sync = new Sync(Executors.callable(runnable, result));
}
Executors：callable(Runnable task, T result)
public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result) {
if (task == null)
throw new NullPointerException();
return new RunnableAdapter<T>(task, result);
}
Executors：内部类RunnableAdapter
static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> {
final Runnable task;
final T result;
RunnableAdapter(Runnable task, T result) {
this.task = task;
this.result = result;
}
public T call() {
task.run();//这里是真正的task运行的地方
return result;
}
}
注意：这里才是task真正去运行的地方。-->task.run()
至此，ScheduledFutureTask任务封装完成。
第二部分：修饰任务
ScheduledThreadPoolExecutor：RunnableScheduledFuture
protected <V> RunnableScheduledFuture<V> decorateTask(Runnable runnable,
RunnableScheduledFuture<V> task) {
return task;
}
说明：这里其实就是直接返回了刚刚封装好的任务
第三部分：将延时任务加入阻塞队列
ScheduledThreadPoolExecutor：delayedExecute(Runnable command)
private void delayedExecute(Runnable command) {
if (isShutdown()) {//return runState != RUNNING;线程池状态不是RUNNING
reject(command);//回绝任务
return;
}
if (getPoolSize() < getCorePoolSize())//当前线程池数量少于核心线程数
prestartCoreThread();//创建并启动一个核心线程
super.getQueue().add(command);//获取阻塞队列，并将command加入队列
}
说明：这样之后，之前封装好的任务就加入了延时队列DelayQueue（阻塞队列的一个子类）
DelayQueue：add(E e)
public boolean add(E e) {
return offer(e);
}
public boolean offer(E e) {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
E first = q.peek();//获取队列头部节点但不删除
q.offer(e);//将e放到q的尾部
//如果队列中只有e或者e的触发时间小于队头结点
if (first == null || e.compareTo(first) < 0)
available.signalAll();
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}
说明：在该方法中，将上边封装好的任务就加入了DelayQueue，并将该任务置于了队头，然后唤醒所有等待available条件的线程来执行该任务。
总结：
- 四种线程池最常用的就是newCachedThreadPool和newFixedThreadPool(int corePoolSize)
- 对于newScheduledThreadPool(int corePoolSize)使用比较少，因为在现代开发中，如果用于去开发定时任务程序的话，用spring定时器会非常简单
