關(guān)閉線程池 shutdown 和 shutdownNow 的區(qū)別

前言

本章分為兩個議題

• 如何正確關(guān)閉線程池

• shutdown 和 shutdownNow 的區(qū)別

項目環(huán)境

• jdk 1.8

• github 地址：https://github.com/huajiexiewenfeng/java-concurrent

本章模塊：threadpool

1.線程池示例

public class ShutDownThreadPoolDemo {

    private ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
    
    public static void main(String[] args) {
        new ShutDownThreadPoolDemo().executeTask();
    }
    
    public void executeTask() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            service.submit(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->執(zhí)行");
            });
        }
    }

}

執(zhí)行結(jié)果

pool-1-thread-2->執(zhí)行
pool-1-thread-3->執(zhí)行
pool-1-thread-1->執(zhí)行
pool-1-thread-4->執(zhí)行
pool-1-thread-5->執(zhí)行
pool-1-thread-6->執(zhí)行
...

執(zhí)行完成之后，主線程會一直阻塞，那么如何關(guān)閉線程池呢？本章介紹 5 種在 ThreadPoolExecutor 中涉及關(guān)閉線程池的方法，如下所示

• void shutdown

• boolean isShutdown

• boolean isTerminated

• boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException

• ListshutdownNow

2.shutdown

第一種方法叫作 shutdown()，它可以安全地關(guān)閉一個線程池，調(diào)用 shutdown() 方法之后線程池并不是立刻就被關(guān)閉，因為這時線程池中可能還有很多任務(wù)正在被執(zhí)行，或是任務(wù)隊列中有大量正在等待被執(zhí)行的任務(wù)，調(diào)用 shutdown() 方法后線程池會在執(zhí)行完正在執(zhí)行的任務(wù)和隊列中等待的任務(wù)后才徹底關(guān)閉。

調(diào)用 shutdown() 方法后如果還有新的任務(wù)被提交，線程池則會根據(jù)拒絕策略直接拒絕后續(xù)新提交的任務(wù)。

這段源碼位置（jdk 1.8 版本）

java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor#execute

public void execute(Runnable command) {
    if (command == null)
        throw new NullPointerException();
    int c = ctl.get();
    // 線程池中的線程比核心線程數(shù)少 
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
        // 新建一個核心線程執(zhí)行任務(wù)
        if (addWorker(command, true))
            return;
        c = ctl.get();
    }
    // 核心線程已滿，但是任務(wù)隊列未滿，添加到隊列中
    if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
        int recheck = ctl.get();
        // 任務(wù)成功添加到隊列以后，再次檢查是否需要添加新的線程，因為已存在的線程可能被銷毀了
        if (! isRunning(recheck) && remove(command))
            // 如果線程池處于非運行狀態(tài)，并且把當(dāng)前的任務(wù)從任務(wù)隊列中移除成功，則拒絕該任務(wù)
            reject(command);
        else if (workerCountOf(recheck) == 0)
            // 如果之前的線程已經(jīng)被銷毀完，新建一個非核心線程
            addWorker(null, false);
    }
    // 核心線程池已滿，隊列已滿，嘗試創(chuàng)建一個非核心新的線程
    else if (!addWorker(command, false))
        // 如果創(chuàng)建新線程失敗，說明線程池關(guān)閉或者線程池滿了，拒絕任務(wù)
        reject(command);
}

1373 行 if (! isRunning(recheck) && remove(command)) 如果線程池被關(guān)閉，將當(dāng)前的任務(wù)從任務(wù)隊列中移除成功，并拒絕該任務(wù)

1378 行 else if (!addWorker(command, false)) 如果創(chuàng)建新線程失敗，說明線程池關(guān)閉或者線程池滿了，拒絕任務(wù)。

3.isShutdown

第二個方法叫作 isShutdown()，它可以返回 true 或者 false 來判斷線程池是否已經(jīng)開始了關(guān)閉工作，也就是是否執(zhí)行了 shutdown 或者 shutdownNow 方法。

這里需要注意，如果調(diào)用 isShutdown() 方法的返回的結(jié)果為 true 并不代表線程池此時已經(jīng)徹底關(guān)閉了，這僅僅代表線程池開始了關(guān)閉的流程，也就是說，此時可能線程池中依然有線程在執(zhí)行任務(wù)，隊列里也可能有等待被執(zhí)行的任務(wù)。

4.isTerminated

第三種方法叫作 isTerminated()，這個方法可以檢測線程池是否真正“終結(jié)”了，這不僅代表線程池已關(guān)閉，同時代表線程池中的所有任務(wù)都已經(jīng)都執(zhí)行完畢了。

比如我們上面提到的情況，如果此時已經(jīng)調(diào)用了 shutdown 方法，但是還有任務(wù)沒有執(zhí)行完，那么此時調(diào)用 isShutdown 方法返回的是 true，而 isTerminated 方法則會返回 false。

直到所有任務(wù)都執(zhí)行完畢了，調(diào)用 isTerminated() 方法才會返回 true，這表示線程池已關(guān)閉并且線程池內(nèi)部是空的，所有剩余的任務(wù)都執(zhí)行完畢了。

5.awaitTermination

第四個方法叫作 awaitTermination()，它本身并不是用來關(guān)閉線程池的，而是主要用來判斷線程池狀態(tài)的。

比如我們給 awaitTermination 方法傳入的參數(shù)是 10 秒，那么它就會陷入 10 秒鐘的等待，直到發(fā)生以下三種情況之一：

等待期間（包括進入等待狀態(tài)之前）線程池已關(guān)閉并且所有已提交的任務(wù)（包括正在執(zhí)行的和隊列中等待的）都執(zhí)行完畢，相當(dāng)于線程池已經(jīng)“終結(jié)”了，方法便會返回 true 等待超時時間到后，第一種線程池“終結(jié)”的情況始終未發(fā)生，方法返回 false 等待期間線程被中斷，方法會拋出 InterruptedException 異常 調(diào)用 awaitTermination 方法后當(dāng)前線程會嘗試等待一段指定的時間，如果在等待時間內(nèi)，線程池已關(guān)閉并且內(nèi)部的任務(wù)都執(zhí)行完畢了，也就是說線程池真正“終結(jié)”了，那么方法就返回 true，否則超時返回 fasle。

6.shutdownNow

最后一個方法是 shutdownNow()，它和 shutdown() 的區(qū)別就是多了一個 Now，表示立刻關(guān)閉的意思，不推薦使用這一種方式關(guān)閉線程池。

在執(zhí)行 shutdownNow 方法之后，首先會給所有線程池中的線程發(fā)送 interrupt 中斷信號，嘗試中斷這些任務(wù)的執(zhí)行，然后會將任務(wù)隊列中正在等待的所有任務(wù)轉(zhuǎn)移到一個 List 中并返回，我們可以根據(jù)返回的任務(wù) List 來進行一些補救的操作，例如記錄在案并在后期重試。

shutdownNow 源碼如下：

public List<Runnable> shutdownNow() {
    List<Runnable> tasks;
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock();
    try {
        checkShutdownAccess();
        advanceRunState(STOP);
        interruptWorkers();
        tasks = drainQueue();
    } finally {
        mainLock.unlock();
    }
    tryTerminate();
    return tasks;
}

interruptWorkers

讓每一個已經(jīng)啟動的線程都中斷，這樣線程就可以在執(zhí)行任務(wù)期間檢測到中斷信號并進行相應(yīng)的處理，提前結(jié)束任務(wù)

7.shutdown 和 shutdownNow 的區(qū)別？

• shutdown 會等待線程池中的任務(wù)執(zhí)行完成之后關(guān)閉線程池，而 shutdownNow 會給所有線程發(fā)送中斷信號，中斷任務(wù)執(zhí)行，然后關(guān)閉線程池

• shutdown 沒有返回值，而 shutdownNow 會返回關(guān)閉前任務(wù)隊列中未執(zhí)行的任務(wù)集合（List）

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