JDK源码分析 线程池
说明
对于JDK源码分析的文章，仅仅记录我认为重要的地方。源码的细节实在太多，不可能面面俱到地写清每个逻辑。所以我的JDK源码分析，着重在JDK的体系架构层面，具体源码可以参考：http://www.cnblogs.com/skywang12345/category/455711.html。
架构图
Executor 函数接口
Executor：提供一种将"任务提交"与"任务如何运行"分离开来的机制。
void execute(Runnable command)ExecutorService
ExecutorService提供了"将任务提交给执行者的接口(submit方法)"，"让执行者执行任务(invokeAll, invokeAny方法)"的接口等等。
AbstractExecutorService
抽象类，为ExecutorService中的函数接口提供了默认实现。
ThreadPoolExecutor
大名鼎鼎的“线程池”。
ScheduledExecutorService
接口，提供了“延时”和“周期执行”接口。
ScheduledThreadPoolExecutor
继承于ThreadPoolExecutor，并且实现了ScheduledExecutorService接口。它相当于提供了"延时"和"周期执行"功能的ScheduledExecutorService。
Executors
静态工厂类。它通过静态工厂方法返回 ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory 和 Callable 等类的对象。
示例
class MyThreadPool extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running... ");
}
}
@Test
public void testThreadPoolExecutor() throws InterruptedException {
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
pool.execute(new MyThreadPool());
}
pool.shutdown();
}输出：
pool-1-thread-1 is running...
pool-1-thread-2 is running...
pool-1-thread-1 is running...
pool-1-thread-2 is running...
pool-1-thread-1 is running... 分析：
示例代码中，新建了一个大小固定为2的线程池，并将5个线程依次放入线程池。从输出结果中可以看出，是线程pool-1-thread-1和线程pool-1-thread-2相互交替，并没有新建多余的线程。
静态工厂类
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}创建一个线程池，线程池的容量是nThreads。已提交但是没有执行的任务，会被阻塞，直到有任务运行完成。
newFixedThreadPool()在调用ThreadPoolExecutor()时，会传递一个LinkedBlockingQueue()对象，而LinkedBlockingQueue是单向链表实现的阻塞队列。在线程池中，就是通过该阻塞队列来实现"当线程池中任务数量超过允许的任务数量时，部分任务会阻塞等待"。
ThreadFactory
public static ThreadFactory defaultThreadFactory() {
return new DefaultThreadFactory();
}static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
private final ThreadGroup group;
private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
private final String namePrefix;
DefaultThreadFactory() {
SecurityManager s = System.getSecurityManager();
group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
Thread.currentThread().getThreadGroup();
namePrefix = "pool-" +
poolNumber.getAndIncrement() +
"-thread-";
}
// 提供创建线程的API。
public Thread newThread(Runnable r) {
// 线程对应的任务是Runnable对象r
Thread t = new Thread(group, r,
namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
0);
// 设为“非守护线程”
if (t.isDaemon())
t.setDaemon(false);
// 将优先级设为“Thread.NORM_PRIORITY”
if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
return t;
}
}excute 添加任务到“线程池”
public void execute(Runnable command) {
// 如果任务为null，则抛出异常。
if (command == null)
throw new NullPointerException();
// 获取ctl对应的int值。该int值保存了"线程池中任务的数量"和"线程池状态"信息
int c = ctl.get();
// 当线程池中的任务数量 < "核心池大小"时，即线程池中少于corePoolSize个任务。
// 则通过addWorker(command, true)新建一个线程，并将任务(command)添加到该线程中；然后，启动该线程从而执行任务。
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
// 当线程池中的任务数量 >= "核心池大小"时，
// 而且，"线程池处于允许状态"时，则尝试将任务添加到阻塞队列中。
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
// 再次确认“线程池状态”，若线程池异常终止了，则删除任务；然后通过reject()执行相应的拒绝策略的内容。
int recheck = ctl.get();
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
// 否则，如果"线程池中任务数量"为0，则通过addWorker(null, false)尝试新建一个线程，新建线程对应的任务为null。
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
addWorker(null, false);
}
// 通过addWorker(command, false)新建一个线程，并将任务(command)添加到该线程中；然后，启动该线程从而执行任务。
// 如果addWorker(command, false)执行失败，则通过reject()执行相应的拒绝策略的内容。
else if (!addWorker(command, false))
reject(command);
}shutdown 关闭线程池
public void shutdown() {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
// 获取锁
mainLock.lock();
try {
// 检查终止线程池的“线程”是否有权限。
checkShutdownAccess();
// 设置线程池的状态为关闭状态。
advanceRunState(SHUTDOWN);
// 中断线程池中空闲的线程。
interruptIdleWorkers();
// 钩子函数，在ThreadPoolExecutor中没有任何动作。
onShutdown(); // hook for ScheduledThreadPoolExecutor
} finally {
// 释放锁
mainLock.unlock();
}
// 尝试终止线程池
tryTerminate();
}线程池状态
- Running
- SHUTDOWN
- STOP
- TIDYING
- TERMINATED
rivate final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));ctl是一个AtomicInteger类型的原子对象。ctl记录了"线程池中的任务数量"和"线程池状态"2个信息。 ctl共包括32位。其中，高3位表示"线程池状态"，低29位表示"线程池中的任务数量"。
RUNNING -- 对应的高3位值是111。
SHUTDOWN -- 对应的高3位值是000。
STOP -- 对应的高3位值是001。
TIDYING -- 对应的高3位值是010。
TERMINATED -- 对应的高3位值是011。