技术标签: java exectorpool
java线程池ThreadPoolExector源码分析
今天研究了下ThreadPoolExector源码,大致上总结了以下几点跟大家分享下:
一、ThreadPoolExector几个主要变量
先了解下ThreadPoolExector中比较重要的几个变量。
corePoolSize:核心线程数量
maximumPoolSize:最大线程数量
allowCoreThreadTimeOut:是否允许线程超时(设置为true时与keepAliveTime,TimeUnit一起起作用)
keepAliveTime:线程存活时间(当线程池允许线程超时且运行中的线程数量超过corePoolSize时,会按照此变量设置时间关闭线程)
TimeUnit:单位(一般与keepAliveTime同时使用,供线程池判断是否满足关闭线程的条件)
workQueue:缓冲队列
RejectedExecutionHandler:拒绝处理任务类(默认:AbortPolicy 会抛异常,见下方实例)。
threadFactory:线程工厂(默认:DefaultThreadFactory)
二、线程池的几个主要方法分析
1 主方法:ThreadPoolExector的execute
public void execute(Runnable command) {if (command ==null)
thrownew NullPointerException();
intc=ctl.get();
//1当前运行的线程数量小于核心线程数量,直接将任务加入worker启动运行。if (workerCountOf(c)
c=ctl.get();
} //2 运行线程数量大于核心线程数量时,上面的if分支针对大于corePoolSize,并且缓存队列加入任务操作成功的情况。
运行中并且将任务加入缓冲队列成功,正常来说这样已经完成了处理逻辑。
但是为了保险起见,增加了状态出现异常的确认判断,如果状态出现异常会继续remove操作,如果执行true,则按照拒绝处理策略驳回任务;if (isRunning(c) &&workQueue.offer(command)) {
intrecheck=ctl.get();if (!isRunning(recheck) &&remove(command))
reject(command);
elseif (workerCountOf(recheck)== 0)
addWorker(null,false);
}
//3这里针对运行线程数量超过了corePoolSize,并且缓存队列也已经放满的情况。 注意第二个参数是false,可以在下面addWorker方法看到,就是针对线程池最大线程数量maximumPoolSize的判断。
elseif (!addWorker(command,false))
reject(command);
}
2 关键方法:ThreadPoolExector的addWorker(增加工作线程)
private boolean addWorker(Runnable firstTask, booleancore) {
retry:for(;;) {int c =ctl.get();int rs =runStateOf(c);//Check if queue empty only if necessary.
if (rs >= SHUTDOWN &&
! (rs == SHUTDOWN &&firstTask== null &&
!workQueue.isEmpty()))return false;for(;;) {int wc =workerCountOf(c);if (wc >= CAPACITY ||wc>= (core ?corePoolSize : maximumPoolSize))return false;if(compareAndIncrementWorkerCount(c))breakretry;
c= ctl.get(); //Re-read ctl
if (runStateOf(c) !=rs)continueretry;//else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
}
}boolean workerStarted = false;boolean workerAdded = false;
Worker w= null;try{
w= newWorker(firstTask);final Thread t =w.thread;if (t != null) {final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();try{//Recheck while holding lock.//Back out on ThreadFactory failure or if//shut down before lock acquired.
int rs =runStateOf(ctl.get());if (rs < SHUTDOWN ||(rs== SHUTDOWN && firstTask == null)) {if (t.isAlive()) //precheck that t is startable
throw newIllegalThreadStateException();
workers.add(w);int s =workers.size();if (s >largestPoolSize)
largestPoolSize=s;
workerAdded= true;
}
}finally{
mainLock.unlock();
}if(workerAdded) {
t.start();
workerStarted= true;
}
}
}finally{if (!workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}returnworkerStarted;
}
3 Worker中的runWorker方法,也是worker中的run方法主体。
public voidrun() {
runWorker(this);
}
final voidrunWorker(Worker w) {
Thread wt=Thread.currentThread();
Runnable task=w.firstTask;
w.firstTask= null;
w.unlock();//allow interrupts
boolean completedAbruptly = true;try{
//执行任务,并且当执行完后再去获取新的task继续执行,getTask方法是由ThreadPoolExecutor提供,继续向下看。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; throwx;
}catch(Error x) {
thrown= x; throwx;
}catch(Throwable x) {
thrown= x; throw newError(x);
}finally{
afterExecute(task, thrown);
}
}finally{
task= null;
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
completedAbruptly= false;
}finally{
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}
privateRunnable getTask() {boolean timedOut = false; //Did the last poll() time out?
for(;;) {int c =ctl.get();int rs =runStateOf(c);//Check if queue empty only if necessary.
if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP ||workQueue.isEmpty())) {
decrementWorkerCount();return null;
}int wc =workerCountOf(c);//Are workers subject to culling?
boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc >corePoolSize;
//如果运行线程数超过了最大线程数,但是缓存队列已经空了,这时递减worker数量。
//如果有设置允许线程超时或者线程数量超过了核心线程数量,并且线程在规定时间内均未poll到任务且队列为空则递减worker数量if ((wc > maximumPoolSize || (timed &&timedOut))&& (wc > 1 ||workQueue.isEmpty())) {if(compareAndDecrementWorkerCount(c))return null;continue;
}try{
Runnable r= timed ?workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
workQueue.take();if (r != null)returnr;
timedOut= true;
}catch(InterruptedException retry) {
timedOut= false;
}
}
}
三、测试实例:
importjava.util.concurrent.BlockingQueue;importjava.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;importjava.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;importjava.util.concurrent.TimeUnit;public classThreadPoolTest {//核心线程数量
private static int corePoolSize = 3;//最大线程数量
private static int maxPoolSize = 5;//线程存活时间:当线程数量超过corePoolSize时,10秒钟空闲即关闭线程
private static int keepAliveTime = 10000;//缓冲队列
private static BlockingQueue workQueue = null;//线程池
private static ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = null;static{
workQueue= new LinkedBlockingQueue(5);
threadPoolExecutor= newThreadPoolExecutor(corePoolSize, maxPoolSize, keepAliveTime, TimeUnit.SECONDS,
workQueue);
}public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {try{for (int i = 0; i < 200; i++) {
System.out.println("=========第" + i + "次");
threadPoolExecutor.execute(newMyTask());
System.out.println("线程池中正在执行的线程数量:" +threadPoolExecutor.getPoolSize());
System.out.println("线程池缓存的任务队列数量:" +threadPoolExecutor.getQueue().size());
}
}finally{
threadPoolExecutor.shutdown();
}
}
}
运行结果:
=========第0次
线程池中正在执行的线程数量:1
线程池缓存的任务队列数量:0
=========第1次
正在执行任务:pool-1-thread-1
线程池中正在执行的线程数量:2
线程池缓存的任务队列数量:0
正在执行任务:pool-1-thread-2
=========第2次
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:0
=========第3次
正在执行任务:pool-1-thread-3
线程池中正在执行的线程数量:3 由于corePoolSize已经满了,所以开始放缓冲队列
线程池缓存的任务队列数量:1
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线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:2
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线程池中正在执行的线程数量:3
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线程池中正在执行的线程数量:3
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正在执行任务:pool-1-thread-3
线程池中正在执行的线程数量:3
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线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:2
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正在执行任务:pool-1-thread-2
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:2
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执行完毕:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-1
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正在执行任务:pool-1-thread-2
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:0
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线程池缓存的任务队列数量:1
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正在执行任务:pool-1-thread-1
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线程池缓存的任务队列数量:1
=========第93次
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:2
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执行完毕:pool-1-thread-2
正在执行任务:pool-1-thread-2
正在执行任务:pool-1-thread-1
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正在执行任务:pool-1-thread-2
执行完毕:pool-1-thread-3
执行完毕:pool-1-thread-1
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:0
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线程池缓存的任务队列数量:1
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线程池缓存的任务队列数量:2
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线程池缓存的任务队列数量:2
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线程池缓存的任务队列数量:3
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执行完毕:pool-1-thread-2
正在执行任务:pool-1-thread-2
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:2
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执行完毕:pool-1-thread-1
正在执行任务:pool-1-thread-1
正在执行任务:pool-1-thread-3
执行完毕:pool-1-thread-1
正在执行任务:pool-1-thread-1
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线程池缓存的任务队列数量:0
执行完毕:pool-1-thread-1
正在执行任务:pool-1-thread-2
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线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:0
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正在执行任务:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-1
线程池中正在执行的线程数量:3
执行完毕:pool-1-thread-2
执行完毕:pool-1-thread-1
执行完毕:pool-1-thread-3
线程池缓存的任务队列数量:0
=========第103次
线程池中正在执行的线程数量:3
正在执行任务:pool-1-thread-2
线程池缓存的任务队列数量:0
=========第104次
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:1
正在执行任务:pool-1-thread-1
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=========第105次
执行完毕:pool-1-thread-1
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:0
=========第106次
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:1
=========第107次
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:0
=========第108次
正在执行任务:pool-1-thread-1
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:1
=========第109次
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:2
=========第110次
正在执行任务:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-2
执行完毕:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-3
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:2
=========第111次
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:3
=========第112次
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:4
=========第113次
执行完毕:pool-1-thread-2
执行完毕:pool-1-thread-1
正在执行任务:pool-1-thread-1
正在执行任务:pool-1-thread-2
线程池中正在执行的线程数量:3
执行完毕:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-3
线程池缓存的任务队列数量:3
=========第114次
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:3
=========第115次
线程池中正在执行的线程数量:3
线程池缓存的任务队列数量:4
=========第116次
线程池中正在执行的线程数量:3 由于corePoolSize已经满了,并且缓冲队列也满了,所以此时开始增加线程数,之前一直是1,2,3号线程,现在出现4号线程
线程池缓存的任务队列数量:5
=========第117次
执行完毕:pool-1-thread-2
执行完毕:pool-1-thread-1
正在执行任务:pool-1-thread-2
正在执行任务:pool-1-thread-1
执行完毕:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-3
线程池中正在执行的线程数量:4
线程池缓存的任务队列数量:2
=========第118次
线程池中正在执行的线程数量:4
线程池缓存的任务队列数量:3
=========第119次
线程池中正在执行的线程数量:4
线程池缓存的任务队列数量:4
=========第120次
线程池中正在执行的线程数量:4
线程池缓存的任务队列数量:5
=========第121次
正在执行任务:pool-1-thread-4
执行完毕:pool-1-thread-1
正在执行任务:pool-1-thread-1
执行完毕:pool-1-thread-2
正在执行任务:pool-1-thread-2
执行完毕:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-3
执行完毕:pool-1-thread-4
正在执行任务:pool-1-thread-4
线程池中正在执行的线程数量:5
线程池缓存的任务队列数量:1
=========第122次
线程池中正在执行的线程数量:5
线程池缓存的任务队列数量:2
正在执行任务:pool-1-thread-5
=========第123次
执行完毕:pool-1-thread-3
线程池中正在执行的线程数量:5
线程池缓存的任务队列数量:2
=========第124次
线程池中正在执行的线程数量:5
线程池缓存的任务队列数量:3
=========第125次
线程池中正在执行的线程数量:5
线程池缓存的任务队列数量:4
=========第126次
线程池中正在执行的线程数量:5
正在执行任务:pool-1-thread-3
执行完毕:pool-1-thread-2
线程池缓存的任务队列数量:5
=========第127次
线程池中正在执行的线程数量:5 由于已达到maxPoolSize已经满了,并且缓冲队列也达到最大值,所以此时新增的任务被驳回,异常见下方。
线程池缓存的任务队列数量:5
=========第128次
正在执行任务:pool-1-thread-2
执行完毕:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-3
执行完毕:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-3
执行完毕:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-3
执行完毕:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-3
执行完毕:pool-1-thread-3
正在执行任务:pool-1-thread-3
执行完毕:pool-1-thread-3
执行完毕:pool-1-thread-1
执行完毕:pool-1-thread-2
执行完毕:pool-1-thread-5
执行完毕:pool-1-thread-4
Exception in thread “main” java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task stone.ripple.util.threadpool.MyTask@42a57993 rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@75b84c92[Running, pool size = 5, active threads = 5, queued tasks = 5, completed tasks = 118]
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2047)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:823)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1369)
at stone.ripple.util.threadpool.ThreadPoolTest.main(ThreadPoolTest.java:30)
执行中:Thread-1
执行中:Thread-4
执行中:Thread-7
执行中:Thread-8
执行中:Thread-9
执行中:Thread-10
执行中:Thread-11
执行中:Thread-12
执行中:Thread-14
执行中:Thread-16
执行中:Thread-15
执行中:Thread-17
执行中:Thread-18
执行中:Thread-20
执行中:Thread-19
执行中:Thread-21
执行中:Thread-5
执行中:Thread-26
执行中:Thread-0
执行中:Thread-2
执行中:Thread-3
执行中:Thread-25
执行中:Thread-24
执行中:Thread-22
执行中:Thread-23
执行中:Thread-13
执行中:Thread-6
执行中:Thread-29
执行中:Thread-31
执行中:Thread-28
执行中:Thread-30
执行中:Thread-33
执行中:Thread-34
执行中:Thread-27
执行中:Thread-35
执行中:Thread-32
执行中:Thread-38
执行中:Thread-37
执行中:Thread-41
执行中:Thread-39
执行中:Thread-36
执行中:Thread-43
执行中:Thread-44
执行中:Thread-45
执行中:Thread-57
执行中:Thread-46
执行中:Thread-58
执行中:Thread-75
执行中:Thread-47
执行中:Thread-74
执行中:Thread-59
执行中:Thread-48
执行中:Thread-76
执行中:Thread-60
执行中:Thread-49
执行中:Thread-50
执行中:Thread-61
执行中:Thread-62
执行中:Thread-51
执行中:Thread-63
执行中:Thread-53
执行中:Thread-66
执行中:Thread-52
执行中:Thread-77
执行中:Thread-67
执行中:Thread-54
执行中:Thread-68
执行中:Thread-55
执行中:Thread-65
执行中:Thread-56
执行中:Thread-64
执行中:Thread-42
执行中:Thread-69
执行中:Thread-78
执行中:Thread-70
执行中:Thread-72
执行中:Thread-71
执行中:Thread-73
执行中:Thread-40
执行中:Thread-79
执行中:Thread-82
执行中:Thread-83
执行中:Thread-85
执行中:Thread-86
执行中:Thread-88
执行中:Thread-90
执行中:Thread-81
执行中:Thread-80
执行中:Thread-98
执行中:Thread-97
执行中:Thread-100
执行中:Thread-96
执行中:Thread-99
执行中:Thread-94
执行中:Thread-101
执行中:Thread-93
执行中:Thread-110
执行中:Thread-102
执行中:Thread-103
执行中:Thread-109
执行中:Thread-111
执行中:Thread-105
执行中:Thread-113
执行中:Thread-104
执行中:Thread-91
执行中:Thread-112
执行中:Thread-106
执行中:Thread-115
执行中:Thread-114
执行中:Thread-107
执行中:Thread-118
执行中:Thread-117
执行中:Thread-92
执行中:Thread-108
执行中:Thread-89
执行中:Thread-87
执行中:Thread-84
执行中:Thread-95
执行中:Thread-123
执行中:Thread-124
执行中:Thread-125
执行中:Thread-126
执行中:Thread-127
执行中:Thread-122
执行中:Thread-121
执行中:Thread-119
执行中:Thread-120
执行中:Thread-116
四、总结:
1. ThreadPoolExecutor从execute方法进入执行任务,当线程数量小于核心线程数量时,增加worker执行任务;
2. worker进入runWork方法执行,任务执行完成后,会调用getTask获取新任务,如果不能获取到新任务,有以下情况:
【如果已超过corePoolSize并且允许超时,且在规定时间内一直获取不到新任务worker数量会递减;
如果已超过maxPoolSize并且缓存队列为空worker数量会递减;】
如果能获取到新任务以当前线程继续执行任务;
3. 如果execute时发现线程数量已经达到corePoolSize,则会将任务加入缓冲队列;
4. 如果excute时发现corePoolSize已经达到最大值,并且缓冲队列也已经达到最大值,则会增加worker,直到maxPoolSize。
5. 如果excute时发现maxPoolSize已达最大值,并且缓冲队列也已达到最大值,则会拒绝任务。
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