线程池的工作原理与源码解读

来源:
三产
最后修订:
2018年01月02日 10:10:25
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随着cpu核数越来越多,不可避免的利用多线程技术以充分利用其计算能力。所以,多线程技术是服务端开发人员必须掌握的技术。

线程的创建和销毁,都涉及到系统调用,比较消耗系统资源,所以就引入了线程池技术,避免...

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随着cpu核数越来越多,不可避免的利用多线程技术以充分利用其计算能力。所以,多线程技术是服务端开发人员必须掌握的技术。

线程的创建和销毁,都涉及到系统调用,比较消耗系统资源,所以就引入了线程池技术,避免频繁的线程创建和销毁。

在Java用有一个Executors工具类,可以为我们创建一个线程池,其本质就是new了一个ThreadPoolExecutor对象。线程池几乎也是面试必考问题。本节结合源代码,说说ThreadExecutor的工作原理

一、线程池创建

先看一下ThreadPoolExecutor参数最全的构造方法:

①corePoolSize:线程池的核心线程数,说白了就是,即便是线程池里没有任何任务,也会有corePoolSize个线程在候着等任务。

②maximumPoolSize:最大线程数,不管你提交多少任务,线程池里最多工作线程数就是maximumPoolSize。

③keepAliveTime:线程的存活时间。当线程池里的线程数大于corePoolSize时,如果等了keepAliveTime时长还没有任务可执行,则线程退出。

⑤unit:这个用来指定keepAliveTime的单位,比如秒:TimeUnit.SECONDS。

⑥workQueue:一个阻塞队列,提交的任务将会被放到这个队列里。

⑦threadFactory:线程工厂,用来创建线程,主要是为了给线程起名字,默认工厂的线程名字:pool-1-thread-3。

⑧handler:拒绝策略,当线程池里线程被耗尽,且队列也满了的时候会调用。

以上就是创建线程池时用到的参数,面试中经常会有面试官问道这个问题。

 

二、线程池执行流程

这里用一个图来说明线程池的执行流程

任务被提交到线程池,会先判断当前线程数量是否小于corePoolSize,如果小于则创建线程来执行提交的任务,否则将任务放入workQueue队列,如果workQueue满了,则判断当前线程数量是否小于maximumPoolSize,如果小于则创建线程执行任务,否则就会调用handler,以表示线程池拒绝接收任务。

 

这里以jdk1.8.0_111的源代码为例,看一下具体实现。

1、先看一下线程池的executor方法

①:判断当前活跃线程数是否小于corePoolSize,如果小于,则调用addWorker创建线程执行任务

②:如果不小于corePoolSize,则将任务添加到workQueue队列。

③:如果放入workQueue失败,则创建线程执行任务,如果这时创建线程失败(当前线程数不小于maximumPoolSize时),就会调用reject(内部调用handler)拒绝接受任务。

 

2、再看下addWorker的方法实现

这块代码是在创建非核心线程时,即core等于false。判断当前线程数是否大于等于maximumPoolSize,如果大于等于则返回false,即上边说到的③中创建线程失败的情况。

addWorker方法的下半部分:

①创建Worker对象,同时也会实例化一个Thread对象。

②启动启动这个线程

 

3、再到Worker里看看其实现

可以看到在创建Worker时会调用threadFactory来创建一个线程。上边的②中启动一个线程就会触发Worker的run方法被线程调用。

 

4、接下来咱们看看runWorker方法的逻辑

线程调用runWoker,会while循环调用getTask方法从workerQueue里读取任务,然后执行任务。只要getTask方法不返回null,此线程就不会退出。

 

5、最后在看看getTask方法实现

①咱们先不管allowCoreThreadTimeOut,这个变量默认值是false。wc>corePoolSize则是判断当前线程数是否大于corePoolSize。

②如果当前线程数大于corePoolSize,则会调用workQueue的poll方法获取任务,超时时间是keepAliveTime。如果超过keepAliveTime时长,poll返回了null,上边提到的while循序就会退出,线程也就执行完了。

如果当前线程数小于corePoolSize,则会调用workQueue的take方法阻塞在当前。

 


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