【40期】說一下線程池內(nèi)部工作原理

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隨著cpu核數(shù)越來越多，不可避免的利用多線程技術(shù)以充分利用其計算能力。所以，多線程技術(shù)是服務(wù)端開發(fā)人員必須掌握的技術(shù)。

線程的創(chuàng)建和銷毀，都涉及到系統(tǒng)調(diào)用，比較消耗系統(tǒng)資源，所以就引入了線程池技術(shù)，避免頻繁的線程創(chuàng)建和銷毀。

在Java中有一個Executors工具類，可以為我們創(chuàng)建一個線程池，其本質(zhì)就是new了一個ThreadPoolExecutor對象。線程池幾乎也是面試必考問題。本節(jié)結(jié)合源代碼，說說ThreadExecutor的工作原理

一、線程池創(chuàng)建

先看一下ThreadPoolExecutor參數(shù)最全的構(gòu)造方法：

• corePoolSize：線程池的核心線程數(shù)，說白了就是，即便是線程池里沒有任何任務(wù)，也會有corePoolSize個線程在候著等任務(wù)。

• maximumPoolSize：最大線程數(shù)，不管你提交多少任務(wù)，線程池里最多工作線程數(shù)就是maximumPoolSize。

• keepAliveTime：線程的存活時間。當(dāng)線程池里的線程數(shù)大于corePoolSize時，如果等了keepAliveTime時長還沒有任務(wù)可執(zhí)行，則線程退出。

• unit：這個用來指定keepAliveTime的單位，比如秒:TimeUnit.SECONDS。

• workQueue：一個阻塞隊列，提交的任務(wù)將會被放到這個隊列里。

• threadFactory：線程工廠，用來創(chuàng)建線程，主要是為了給線程起名字，默認(rèn)工廠的線程名字：pool-1-thread-3。

• handler：拒絕策略，當(dāng)線程池里線程被耗盡，且隊列也滿了的時候會調(diào)用。

以上就是創(chuàng)建線程池時用到的參數(shù)，面試中經(jīng)常會有面試官問到這個問題。

二、線程池執(zhí)行流程

這里用一個圖來說明線程池的執(zhí)行流程

任務(wù)被提交到線程池，會先判斷當(dāng)前線程數(shù)量是否小于corePoolSize，如果小于則創(chuàng)建線程來執(zhí)行提交的任務(wù)，否則將任務(wù)放入workQueue隊列，如果workQueue滿了，則判斷當(dāng)前線程數(shù)量是否小于maximumPoolSize,如果小于則創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)，否則就會調(diào)用handler，以表示線程池拒絕接收任務(wù)。

這里以jdk1.8.0_111的源代碼為例，看一下具體實現(xiàn)。

1、先看一下線程池的executor方法

• 判斷當(dāng)前活躍線程數(shù)是否小于corePoolSize,如果小于，則調(diào)用addWorker創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)

• 如果不小于corePoolSize，則將任務(wù)添加到workQueue隊列。

• 如果放入workQueue失敗，則創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)，如果這時創(chuàng)建線程失敗(當(dāng)前線程數(shù)不小于maximumPoolSize時)，就會調(diào)用reject(內(nèi)部調(diào)用handler)拒絕接受任務(wù)。

2、再看下addWorker的方法實現(xiàn)

這塊代碼是在創(chuàng)建非核心線程時，即core等于false。判斷當(dāng)前線程數(shù)是否大于等于maximumPoolSize，如果大于等于則返回false，即上邊說到的③中創(chuàng)建線程失敗的情況。

addWorker方法的下半部分：

• 創(chuàng)建Worker對象，同時也會實例化一個Thread對象。

• 啟動啟動這個線程

3、再到Worker里看看其實現(xiàn)

可以看到在創(chuàng)建Worker時會調(diào)用threadFactory來創(chuàng)建一個線程。上邊的②中啟動一個線程就會觸發(fā)Worker的run方法被線程調(diào)用。

4、接下來咱們看看runWorker方法的邏輯

線程調(diào)用runWoker，會while循環(huán)調(diào)用getTask方法從workerQueue里讀取任務(wù)，然后執(zhí)行任務(wù)。只要getTask方法不返回null,此線程就不會退出。

5、最后在看看getTask方法實現(xiàn)

• 咱們先不管allowCoreThreadTimeOut，這個變量默認(rèn)值是false。wc>corePoolSize則是判斷當(dāng)前線程數(shù)是否大于corePoolSize。

• 如果當(dāng)前線程數(shù)大于corePoolSize，則會調(diào)用workQueue的poll方法獲取任務(wù)，超時時間是keepAliveTime。如果超過keepAliveTime時長，poll返回了null，上邊提到的while循序就會退出，線程也就執(zhí)行完了。

如果當(dāng)前線程數(shù)小于corePoolSize，則會調(diào)用workQueue的take方法阻塞在當(dāng)前。

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