对于线程池的核心类 ThreadPoolExecutor
来说,有哪些重要的属性和内部类为线程池的正确运行提供重要的保障呢?
ThreadPoolExecutor 类中的重要属性
在 ThreadPoolExecutor
类中,存在几个非常重要的属性和方法,接下来,我们就介绍下这些重要的属性和方法。
ctl 相关的属性
AtomicInteger
类型的常量 ctl 是贯穿线程池整个生命周期的重要属性,它是一个原子类对象,主要用来保存线程的数量和线程池的状态,我们看下与这个属性相关的代码如下所示。
//主要用来保存线程数量和线程池的状态,高3位保存线程状态,低29位保存线程数量
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
// 线程池中线程的数量的位数(32-3)
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
// 表示线程池中的最大线程数量
// 将数字1的二进制值向右移29位,再减去1
private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;
// 线程池的运行状态
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;
private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;
private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;
private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;
private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;
// 获取线程状态
private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }
// 获取线程数量
private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }
private static boolean runStateLessThan(int c, int s) {
return c < s;
}
private static boolean runStateAtLeast(int c, int s) {
return c >= s;
}
private static boolean isRunning(int c) {
return c < SHUTDOWN;
}
private boolean compareAndIncrementWorkerCount(int expect) {
return ctl.compareAndSet(expect, expect + 1);
}
private boolean compareAndDecrementWorkerCount(int expect) {
return ctl.compareAndSet(expect, expect - 1);
}
private void decrementWorkerCount() {
do {} while (! compareAndDecrementWorkerCount(ctl.get()));
}
对于线程池的各状态说明如下所示。
RUNNING
: 运行状态,能接收新提交的任务,并且也能处理阻塞队列中的任务SHUTDOWN
: 关闭状态,不能再接收新提交的任务,但是可以处理阻塞队列中已经保存的任务,当线程池处于RUNNING
状态时,调用shutdown()
方法会使线程池进入该状态STOP
: 不能接收新任务,也不能处理阻塞队列中已经保存的任务,会中断正在处理任务的线程,如果线程池处于RUNNING
或SHUTDOWN
状态,调用shutdownNow()
方法,会使线程池进入该状态TIDYING
: 如果所有的任务都已经终止,有效线程数为 0(阻塞队列为空,线程池中的工作线程数量为 0),线程池就会进入该状态。TERMINATED
: 处于TIDYING
状态的线程池调用terminated ()
方法,会使用线程池进入该状态
也可以按照 ThreadPoolExecutor
类的注释,将线程池的各状态之间的转化总结成如下图所示。
RUNNING
->SHUTDOWN
:显式调用shutdown()
方法, 或者隐式调用了finalize()
方法(RUNNING or SHUTDOWN)
->STOP
:显式调用shutdownNow()
方法SHUTDOWN
->TIDYING
:当线程池和任务队列都为空的时候STOP
->TIDYING
:当线程池为空的时候TIDYING
->TERMINATED
:当terminated()
hook 方法执行完成时候
其他重要属性
除了 ctl 相关的属性外,ThreadPoolExecutor
类中其他一些重要的属性如下所示。
// 用于存放任务的阻塞队列
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
// 可重入锁
private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock();
// 存放线程池中线程的集合,访问这个集合时,必须获得mainLock锁
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();
// 在锁内部阻塞等待条件完成
private final Condition termination = mainLock.newCondition();
// 线程工厂,以此来创建新线程
private volatile ThreadFactory threadFactory;
// 拒绝策略
private volatile RejectedExecutionHandler handler;
// 默认的拒绝策略
private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy();
ThreadPoolExecutor 类中的重要内部类
在 ThreadPoolExecutor
类中存在对于线程池的执行至关重要的内部类,Worker
内部类和拒绝策略内部类。接下来,我们分别看这些内部类。