ThreadPoolExecutor详解

　　ThreadPoolExecutor是JDK并发包提供的一个线程池服务，基于它可以很容易将一个Runnable接口的任务放入线程池中。ThreadPoolExecutor的构建参数：

  1. public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,  
  2.                           int maximumPoolSize,  
  3.                           long keepAliveTime,  
  4.                           TimeUnit unit,  
  5.                           BlockingQueue<Runnable> workQueue,  
  6.                           RejectedExecutionHandler handler) {  
  7.     this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,  
  8.          Executors.defaultThreadFactory(), handler);  
  9. }  

1. 参数解释

  • corePoolSize：核心线程数，会一直存活，即使没有任务，线程池也会维护线程的最少数量
  • maximumPoolSize： 线程池维护线程的最大数量
  • keepAliveTime：线程池维护线程所允许的空闲时间，当线程空闲时间达到keepAliveTime，该线程会退出，直到线程数量等于corePoolSize。如果allowCoreThreadTimeout设置为true，则所有线程均会退出直到线程数量为0。
  • unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位、可选参数值为：TimeUnit中的几个静态属性：NANOSECONDS、MICROSECONDS、MILLISECONDS、SECONDS。
  • workQueue： 线程池所使用的缓冲队列，常用的是：java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue
  • handler： 线程池中的数量大于maximumPoolSize，对拒绝任务的处理策略，默认值ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()。：

2. execute方法JDK 实现

  1. public void execute(Runnable command) {  
  2.     if (command == null)  
  3.         throw new NullPointerException();  
  4.     if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {  
  5.         if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {  
  6.             if (runState != RUNNING || poolSize == 0)  
  7.                 ensureQueuedTaskHandled(command);  
  8.         }  
  9.         else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))  
  10.             reject(command); // is shutdown or saturated  
  11.     }  
  12. }  

　　一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池，任务就是一个Runnable类型的对象，任务的执行方法就是run()方法，如果传入的为null，侧抛出NullPointerException。如果当前线程数小于corePoolSize，调用addIfUnderCorePoolSize方法，addIfUnderCorePoolSize方法首先调用mainLock加锁，再次判断当前线程数小于corePoolSize并且线程池处于RUNNING状态，则调用addThread增加线程

addIfUnderCorePoolSize方法实现：

  1. private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) {  
  2.     Thread t = null;  
  3.     final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;  
  4.     mainLock.lock();  
  5.     try {  
  6.         if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING)  
  7.             t = addThread(firstTask);  
  8.     } finally {  
  9.         mainLock.unlock();  
  10.     }  
  11.     if (t == null)  
  12.         return false;  
  13.     t.start();  
  14.     return true;  
  15. }  

addThread方法首先创建Work对象，然后调用threadFactory创建新的线程，如果创建的线程不为null，将Work对象的thread属性

设置为此创建出来的线程，并将此Work对象放入workers中，然后在增加当前线程池的中线程数，增加后回到

addIfUnderCorePoolSize方法，释放mainLock，最后启动这个新创建的线程来执行新传入的任务。

addThread方法实现：

  1.     private Thread addThread(Runnable firstTask) {  
  2.         Worker w = new Worker(firstTask);  
  3.         Thread t = threadFactory.newThread(w);<span style="color:#ff0000;"></span>  
  4.         if (t != null) {  
  5.             w.thread = t;  
  6.             workers.add(w);  
  7.             int nt = ++poolSize;  
  8.             if (nt > largestPoolSize)  
  9.                 largestPoolSize = nt;  
  10.         }  
  11.         return t;  
  12.     }  

　　ThreadFactory 接口默认实现DefaultThreadFactory

  1. public Thread newThread(Runnable r) {  
  2.     Thread t = new Thread(group, r,  
  3.                           namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),  
  4.                           0);  
  5.     if (t.isDaemon())  
  6.         t.setDaemon(false);  
  7.     if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)  
  8.         t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);  
  9.     return t;  
  10. }  

　　从addThread方法看得出，Worker对象包装了参数传入的任务，threadFactory新创建的线程包装了Worker对象，在执行新创建线程的run方法时，调用到了Worker对象的run方法.

　　Worker的run方法

  1. public void run() {  
  2.     try {  
  3.         Runnable task = firstTask;  
  4.         firstTask = null;  
  5.         while (task != null || (task = getTask()) != null) {  
  6.             runTask(task);  
  7.             task = null;  
  8.         }  
  9.     } finally {  
  10.         workerDone(this);  
  11.     }  
  12. }  

　　从以上方法可以看出，Worker所在的线程启动后，首先执行创建其时传入的Runnable任务，执行完成后，循环调用getTask来获取新的任务，在没有任务的情况下，退出此线程。

　　getTask方法实现：

  1. Runnable getTask() {  
  2.     for (;;) {  
  3.         try {  
  4.             int state = runState;  
  5.             if (state > SHUTDOWN)  
  6.                 return null;  
  7.             Runnable r;  
  8.             if (state == SHUTDOWN)  // Help drain queue  
  9.                 r = workQueue.poll();  
  10.             else if (poolSize > corePoolSize || allowCoreThreadTimeOut)  
  11.                 r = workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS);  
  12.             else  
  13.                 r = workQueue.take();  
  14.             if (r != null)  
  15.                 return r;  
  16.             if (workerCanExit()) {  
  17.                 if (runState >= SHUTDOWN) // Wake up others  
  18.                     interruptIdleWorkers();  
  19.                 return null;  
  20.             }  
  21.             // Else retry  
  22.         } catch (InterruptedException ie) {  
  23.             // On interruption, re-check runState  
  24.         }  
  25.     }  
  26. }  

　　getTask就是通过WorkQueue的poll或task方法来获取下一个要执行的任务。

　　回到execute方法 ，execute 方法部分实现：

  1. if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {  
  2.             if (runState != RUNNING || poolSize == 0)  
  3.                    ensureQueuedTaskHandled(command);  
  4.            }  
  5.            else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))  
  6.                reject(command); // is shutdown or saturated  


　　如果当前线程池数量大于corePoolSize或addIfUnderCorePoolSize方法执行失败，则执行后续操作；如果线程池处于运 行状态并且workQueue中成功加入任务，再次判断如果线程池的状态不为运行状态或当前线程池数为0，则调用 ensureQueuedTaskHandled方法

ensureQueuedTaskHandled方法实现：

  1. private void ensureQueuedTaskHandled(Runnable command) {  
  2.     final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;  
  3.     mainLock.lock();  
  4.     boolean reject = false;  
  5.     Thread t = null;  
  6.     try {  
  7.         int state = runState;  
  8.         if (state != RUNNING && workQueue.remove(command))  
  9.             reject = true;  
  10.         else if (state < STOP &&  
  11.                  poolSize < Math.max(corePoolSize, 1) &&  
  12.                  !workQueue.isEmpty())  
  13.             t = addThread(null);  
  14.     } finally {  
  15.         mainLock.unlock();  
  16.     }  
  17.     if (reject)  
  18.         reject(command);  
  19.     else if (t != null)  
  20.         t.start();  
  21. }  

　　ensureQueuedTaskHandled方法判断线程池运行，如果状态不为运行状态，从workQueue中删除， 并调用reject做拒绝处理。

reject方法实现:

  1. void reject(Runnable command) {  
  2.     handler.rejectedExecution(command, this);  
  3. }  

再次回到execute方法，

  1. if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {  
  2.                if (runState != RUNNING || poolSize == 0)  
  3.                    ensureQueuedTaskHandled(command);  
  4.            }  
  5.            else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))  
  6.                reject(command); // is shutdown or saturated  

如线程池workQueue offer失败或不处于运行状态，调用addIfUnderMaximumPoolSize，addIfUnderMaximumPoolSize方法

基本和addIfUnderCorePoolSize实现类似，不同点在于根据最大线程数（maximumPoolSize）进行比较，如果超过最大线程数，

返回false，调用reject方法，下面是addIfUnderMaximumPoolSize方法实现：

  1. private boolean addIfUnderMaximumPoolSize(Runnable firstTask) {  
  2.        Thread t = null;  
  3.        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;  
  4.        mainLock.lock();  
  5.        try {  
  6.            if (poolSize < maximumPoolSize && runState == RUNNING)  
  7.                t = addThread(firstTask);  
  8.        } finally {  
  9.            mainLock.unlock();  
  10.        }  
  11.        if (t == null)  
  12.            return false;  
  13.        t.start();  
  14.        return true;  
  15.    }  

3. 添加任务处理流程 　　当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时： 　　如果当前线程池中的数量小于corePoolSize，并线程池处于Running状态，创建并添加的任务。 　　如果当前线程池中的数量等于corePoolSize，并线程池处于Running状态，缓冲队列 workQueue未满，

那么任务被放入缓冲队列、等待任务调度执行。 　　如果当前线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue已满，并且线程池中的数量小于

maximumPoolSize，新提交任务会创建新线程执行任务。如果当前线程池中的数量大于corePoolSize，

缓冲队列workQueue已满，并且线程池中的数量等maximumPoolSize，新提交任务由Handler处理。

当线程池中的线程大于corePoolSize时，多余线程空闲时间超过keepAliveTime时，会关闭这部分线程。

4. RejectedExecutionHandler  默认有四个选择：

　　ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()：当线程池中的数量等于最大线程数时、直接抛出抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常

  1. public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {  
  2.     /** 
  3.      * Creates an {@code AbortPolicy}. 
  4.      */  
  5.     public AbortPolicy() { }  
  6.   
  7.     /** 
  8.      * Always throws RejectedExecutionException.
  9.      * @param r the runnable task requested to be executed 
  10.      * @param e the executor attempting to execute this task 
  11.      * @throws RejectedExecutionException always. 
  12.      */  
  13.     public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {  
  14.         throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +  
  15.                                              " rejected from " +  
  16.                                              e.toString());  
  17.     }  
  18. }  

　　ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() ：当线程池中的数量等于最大线程数时、重试执行当前的任务，交由调用者线程来执行任务

  1. public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {  
  2.      /** 
  3.       * Creates a {@code CallerRunsPolicy}. 
  4.       */  
  5.      public CallerRunsPolicy() { }  
  6.   
  7.      /** 
  8.       * Executes task r in the caller's thread, unless the executor 
  9.       * has been shut down, in which case the task is discarded.
  10.       * @param r the runnable task requested to be executed 
  11.       * @param e the executor attempting to execute this task 
  12.       */  
  13.      public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {  
  14.          if (!e.isShutdown()) {  
  15.              r.run();  
  16.          }  
  17.      }  
  18.  }  

　　ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() ：当线程池中的数量等于最大线程数时、抛弃线程池中最后一个要执行的任务，并执行新传入的任务

  1. public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {  
  2.       /** 
  3.        * Creates a {@code DiscardOldestPolicy} for the given executor. 
  4.        */  
  5.       public DiscardOldestPolicy() { }  
  6.   
  7.       /** 
  8.        * Obtains and ignores the next task that the executor 
  9.        * would otherwise execute, if one is immediately available, 
  10.        * and then retries execution of task r, unless the executor 
  11.        * is shut down, in which case task r is instead discarded. 
  12.        * @param r the runnable task requested to be executed 
  13.        * @param e the executor attempting to execute this task 
  14.        */  
  15.       public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {  
  16.           if (!e.isShutdown()) {  
  17.               e.getQueue().poll();  
  18.               e.execute(r);  
  19.           }  
  20.       }  
  21.   }  

ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() ：当线程池中的数量等于最大线程数时，不做任何动作

    1. public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {  
    2.     /** 
    3.      * Creates a {@code DiscardPolicy}. 
    4.      */  
    5.     public DiscardPolicy() { }  
    6.   
    7.     /** 
    8.      * Does nothing, which has the effect of discarding task r. 
    9.      * 
    10.      * @param r the runnable task requested to be executed 
    11.      * @param e the executor attempting to execute this task 
    12.      */  
    13.     public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {  
    14.     }  
    15. } 
posted @ 2016-05-04 16:28  简单爱_wxg  阅读(487)  评论(0)  编辑  收藏  举报