Java線程池復(fù)用線程的秘密你知道嗎
前言
我們都知道線程池可以幫我們管理線程,重復(fù)利用線程執(zhí)行不同的任務(wù)。正常情況下,我們創(chuàng)建的線程執(zhí)行完任務(wù)后就會自行銷毀,那么線程池是如何做到復(fù)用線程的呢?
源碼探究
我們從線程池ThreadPoolExecutor源碼入手,一探究竟。為了突出重點,以下的方法源碼過濾了部分無關(guān)代碼,以求邏輯清晰。
execute方法
那就從線程池執(zhí)行的execute方法入手吧!來看一下方法的源碼
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
int c = ctl.get();
//1.小于核心線程數(shù)時,創(chuàng)建線程
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
//2.達到核心線程數(shù),不超過隊列界限時,添加到隊列
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);
}
//3.隊列已滿,不超過最大線程數(shù)時,創(chuàng)建線程
else if (!addWorker(command, false))
//4.達到最大線程數(shù)時,執(zhí)行拒絕策略
reject(command);
}
線程池執(zhí)行的4個步驟相信大家已經(jīng)有所了解,這里我們只看添加線程的方法addWorker()
addWorker方法
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
boolean workerStarted = false;
boolean workerAdded = false;
Worker w = null;
try {
//1.創(chuàng)建Worker,傳入任務(wù)
w = new Worker(firstTask);
//2.取出執(zhí)行任務(wù)的線程
final Thread t = w.thread;
if (t != null) {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
int c = ctl.get();
if (isRunning(c) ||
(runStateLessThan(c, STOP) && firstTask == null)) {
if (t.getState() != Thread.State.NEW)
throw new IllegalThreadStateException();
workers.add(w);
workerAdded = true;
int s = workers.size();
if (s > largestPoolSize)
largestPoolSize = s;
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
if (workerAdded) {
//3.執(zhí)行線程
t.start();
workerStarted = true;
}
}
} finally {
if (! workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
return workerStarted;
}
參數(shù)解釋:
core:true表示添加的是核心線程,false表示添加的非核心線程
這里大家只需要關(guān)心這3行加注釋的代碼就可以了
就是Worker管理了創(chuàng)建的線程和這個線程執(zhí)行的第一個任務(wù),并且在addWorker方法中調(diào)用線程的start方法,開啟線程執(zhí)行了任務(wù)。下面我們看看Worker這個類
Worker類
實現(xiàn)了Runnable接口
Worker 是線程池ThreadPoolExecutor的內(nèi)部類,實現(xiàn)了Runnable接口
private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable
重要屬性
他有兩個核心關(guān)鍵的屬性,即封裝了線程池的線程和要執(zhí)行的任務(wù),達到了線程和任務(wù)解耦的目的。
final Thread thread; Runnable firstTask;
構(gòu)造方法
addWorker方法會執(zhí)行創(chuàng)建一個worker
w = new Worker(firstTask);
看一下Worker的構(gòu)造方法
Worker(Runnable firstTask) {
this.firstTask = firstTask;
this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
}
可以看到 新創(chuàng)建的Worker本身也是一個Runnable,他的thread傳的runnable任務(wù)就是worker本身
在addWorker方法,最終會取到worker的thread屬性,然后啟動這個thread
w = new Worker(firstTask); final Thread t = w.thread; ... ... t.start();
run方法
剛才介紹過,worker的thread的runnable參數(shù)傳的就是worker本身,就是調(diào)的worker的run方法,現(xiàn)在我們來看最核心的worker的run方法
public void run() {
runWorker(this);
}
調(diào)的是ThreadPoolExecutor的runWorker方法
final void runWorker(Worker w) {
Runnable task = w.firstTask;
w.firstTask = null;
try {
while (task != null || (task = getTask()) != null)
{
...
task.run();
...
可以看到runWorker核心是一個while循環(huán),執(zhí)行了第一個task之后,就不停的從隊列中取任務(wù),直到?jīng)]有任務(wù)了才會執(zhí)行完,銷毀線程
執(zhí)行流程
execute方法調(diào)用addWorker方法,并且執(zhí)行worker.thread.start()開啟線程
? ——》worker.thread 執(zhí)行worker本身的run方法(worker實現(xiàn)了Runnable接口)
? ——》執(zhí)行ThreadPoolExecutor的runWorker方法,是個while循環(huán),執(zhí)行完worker本身的第一個任務(wù)之后,就不停從隊列取任務(wù),直到?jīng)]有任務(wù),執(zhí)行完,退出循環(huán),銷毀
總結(jié)
線程池將線程和任務(wù)進行解耦,線程是線程,任務(wù)是任務(wù),擺脫了之前通過 Thread 創(chuàng)建線程時的一個線程必須對應(yīng)一個任務(wù)的限制。
在線程池中,同一個線程可以從阻塞隊列中不斷獲取新任務(wù)來執(zhí)行,其核心原理在于線程池對 Thread 進行了封裝,并不是每次執(zhí)行任務(wù)都會調(diào)用 Thread.start() 來創(chuàng)建新線程,而是讓每個線程去執(zhí)行一個“循環(huán)任務(wù)”,在這個“循環(huán)任務(wù)”中不停的檢查是否有任務(wù)需要被執(zhí)行,如果有則直接執(zhí)行,也就是調(diào)用任務(wù)中的 run 方法,將 run 方法當成一個普通的方法執(zhí)行,通過這種方式將只使用固定的線程就將所有任務(wù)的 run 方法串聯(lián)起來。
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