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本文主要讲解关于Java线程池源码分析相关内容，让我们来一起学习下吧！
excute()方法源码分析
execute方法内部调用 addWorker() 来新增任务,并且同时调用 Thread().start() 来启动新线程中的任务
ctl 变量是一个 int 类型的变量，其高 3 位表示线程池的状态(RunState)，低 29 位表示工作线程数量。
线程池的状态有以下几种：
- RUNNING：线程池处于运行状态，可以接收新的任务。
- SHUTDOWN：线程池不再接收新的任务，但会继续执行已提交的任务。
- STOP：线程池不再接收新的任务，也不会继续执行已提交的任务，并中断所有正在执行的任务。
- TIDYING：线程池正在被终止，所有工作线程都已终止。
- TERMINATED：线程池已终止。
注意:
- WorkQueue 表示同步阻塞队列
- workers 表示池里的工作线程,工作线程又可以分为核心线程和非核心线程
public void execute(Runnable command) {
// ...
int c = this.ctl.get();
// 判断工作线程数,核心线程数
// 这里是添加工作线程
if (workerCountOf(c) < this.corePoolSize) {
// 创建新的 Worker
if (this.addWorker(command, true)) {
return;
}
c = this.ctl.get();
}
// 新的任务加到同步队列尾部
// 线程池处于运行状态,同步阻塞队列中则添加新的任务
if (isRunning(c) && this.workQueue.offer(command)) {
int recheck = this.ctl.get();
// 再次检查是否处于运行状态,不处于了就从队列中移除刚添加的
if (!isRunning(recheck) && this.remove(command)) {
// 这里应该是走拒绝策略了
this.reject(command);
} else if (workerCountOf(recheck) == 0) {
// 如果工作线程为 0 了,这里添加一个非核心线程,去执行等待队列中的任务
this.addWorker((Runnable)null, false);
}
}
// 如果之前添加到队尾失败了,就添加非核心线程,也失败了就走拒绝策略
else if (!this.addWorker(command, false)) {
this.reject(command);
}
}
addWorker()方法源码分析
里面看一个之前没用过的 retry 语句,它可以用来跳出任意层数的循环
说下流程,里面先会对当前运行的线程数进行判断,用到了 CAS 加循环判断,当满足条件,就通过 retry 跳出循环,走下面的任务创建逻辑
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
// 什么写法?
// 双层 for 循环, break 跳出当前 for , retry 直接跳出两层 for 循环
retry:
for (int c = ctl.get();;) {
// Check if queue empty only if necessary.
// 判断线程池的状态,如果是 SHUTDOWN,STOP,xx 就不添加了
if (runStateAtLeast(c, SHUTDOWN)
&& (runStateAtLeast(c, STOP)
|| firstTask != null
|| workQueue.isEmpty()))
return false;
for (;;) {
// 如果当前线程运行的数量大于核心线程数(新任务是核心线程),或者最大线程数,就返回 false
if (workerCountOf(c)
>= ((core ? corePoolSize : maximumPoolSize) & COUNT_MASK))
return false;
// 满足条件,就跳出这两层 for 循环
// workerCount +1
if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
break retry;
c = ctl.get(); // Re-read ctl
//
if (runStateAtLeast(c, SHUTDOWN))
continue retry;
// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
}
}
boolean workerStarted = false;
boolean workerAdded = false;
Worker w = null;
try {
// 创建一个 Worker
w = new Worker(firstTask);
// 拿到 Worker 对应的新线程
final Thread t = w.thread;
if (t != null) {
// worker 的入队加锁
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 c = ctl.get();
// 判断线程池的状态
if (isRunning(c) ||
// 小于 STOP 状态
(runStateLessThan(c, STOP) && firstTask == null)) {
if (t.getState() != Thread.State.NEW)
throw new IllegalThreadStateException();
//添加到
workers.add(w);
workerAdded = true;
int s = workers.size();
if (s > largestPoolSize)
largestPoolSize = s;
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
// 启动线程去执行
if (workerAdded) {
t.start();
workerStarted = true;
}
}
} finally {
if (! workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
return workerStarted;
}
getTask()方法源码分析
先回忆一下BlockingQueue 的 poll 和 take 方法都是用于从队列中获取元素的。它们的区别在于：
poll() 方法不会阻塞，如果队列为空~~，~~则返回 null。
take() 方法会阻塞，直到队列中有元素可用。
因此，poll() 方法适用于不需要阻塞的场景，例如，从队列中获取元素用于判断是否有新任务。take() 方法适用于需要阻塞的场景，例如，从队列中获取元素用于执行任务。
private Runnable getTask() {
boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?
for (;;) {
int c = ctl.get();
// 如果线程池状态已经 shutdown.stop , 或者等待队列中已经空了
// Check if queue empty only if necessary.
if (runStateAtLeast(c, SHUTDOWN)
&& (runStateAtLeast(c, STOP) || workQueue.isEmpty())) {
// 减少工作线程的数量,直接回到 runWorker() 中执行
decrementWorkerCount();
return null;
}
// 走到这里说明线程池是运行状态的
int wc = workerCountOf(c);
// Are workers subject to culling?
// 默认 allowCoreThreadTimeOut 是 false
// 看 wc 数量是否大于核心线程数,大于则是非核心线程
boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
// 如果已经大于最大线程数,或者超时
if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
&& (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
return null;
continue;
}
try {
// 根据 timed 来取,ture 取非阻塞式的,false 阻塞式的
Runnable r = timed ?
workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
workQueue.take();
if (r != null)
return r;
timedOut = true;
} catch (InterruptedException retry) {
timedOut = false;
}
}
}
Worker源码分析
线程池内部类,继承自 AQS,我们知道 ReentrantLock 也是继承于 AQS,大概也是为了同步
Worker(Runnable firstTask) {
// Worker 内部对应着一个线程
setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
this.firstTask = firstTask;
// 初始化时创建一个 Thread ,
this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
}
public void run() {
runWorker(this);
}
总结
往Java线程池添加新任务,在会先检查核心线程和工作线程,分别在工作线程和同步队列中添加。
思考
Java线程池中核心线程和非核心线程有哪些区别，为什么这么设计?
从默认实现看,当线程数小于 corePoolSize 时,为核心线程,大于时创建的为非核心线程。
如果 allowCoreThreadTimeOut == true 时,核心线程和非核心线程都一样的处理。
这样设计，可能是处于考虑既需要保存一定数量的线程存活，准备随时处理任务,又不能持有过多的线程数，让线程池的容量有一定的伸缩性。
以上就是关于Java线程池源码分析相关的全部内容，希望对你有帮助。欢迎持续关注潘子夜个人博客，学习愉快哦！
