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关于后端:线程池内部工作原理

jiezi

胜利只有一个——依照本人的形式，去度过人生。

随着 cpu 核数越来越多，不可避免的利用多线程技术以充分利用其计算能力。所以，多线程技术是服务端开发人员必须把握的技术。

线程的创立和销毁，都波及到零碎调用，比拟耗费系统资源，所以就引入了线程池技术，防止频繁的线程创立和销毁。

在 Java 中有一个 Executors 工具类，能够为咱们创立一个线程池，其本质就是 new 了一个 ThreadPoolExecutor 对象。线程池简直也是面试必考问题。本节联合源代码，说说 ThreadExecutor 的工作原理

一、线程池创立

先看一下 ThreadPoolExecutor 参数最全的构造方法：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
            int maximumPoolSize,
            long keepAliveTime,
            TimeUnit unit,
            BlockingQueue<Runnable> workQueue,
            ThreadFactory threadFactory,
            RejectedExecutionHandler handler) {//...}
  • corePoolSize：线程池的外围线程数，说白了就是，即使是线程池里没有任何工作，也会有 corePoolSize 个线程在候着等工作。
  • maximumPoolSize：最大线程数，不论你提交多少工作，线程池里最多工作线程数就是 maximumPoolSize。
  • keepAliveTime：线程的存活工夫。当线程池里的线程数大于 corePoolSize 时，如果等了 keepAliveTime 时长还没有工作可执行，则线程退出。
  • unit：这个用来指定 keepAliveTime 的单位，比方秒:TimeUnit.SECONDS。
  • workQueue：一个阻塞队列，提交的工作将会被放到这个队列里。
  • threadFactory：线程工厂，用来创立线程，次要是为了给线程起名字，默认工厂的线程名字：pool-1-thread-3。
  • handler：回绝策略，当线程池里线程被耗尽，且队列也满了的时候会调用。

以上就是创立线程池时用到的参数，面试中常常会有面试官问到这个问题。

二、线程池执行流程

这里用一个图来阐明线程池的执行流程

工作被提交到线程池，会先判断以后线程数量是否小于 corePoolSize，如果小于则创立线程来执行提交的工作，否则将工作放入 workQueue 队列，如果 workQueue 满了，则判断以后线程数量是否小于 maximumPoolSize, 如果小于则创立线程执行工作，否则就会调用 handler，以示意线程池回绝接管工作。

这里以 jdk1.8.0_111 的源代码为例，看一下具体实现。

1、先看一下线程池的 executor 办法

  • 判断以后沉闷线程数是否小于 corePoolSize, 如果小于，则调用 addWorker 创立线程执行工作
  • 如果不小于 corePoolSize，则将工作增加到 workQueue 队列。
  • 如果放入 workQueue 失败，则创立线程执行工作，如果这时创立线程失败 (以后线程数不小于 maximumPoolSize 时)，就会调用 reject(外部调用 handler) 拒绝接受工作。

2、再看下 addWorker 的办法实现


这块代码是在创立非核心线程时，即 core 等于 false。判断以后线程数是否大于等于 maximumPoolSize，如果大于等于则返回 false，即上边说到的③中创立线程失败的状况。

addWorker 办法的下半局部：

  • 创立 Worker 对象，同时也会实例化一个 Thread 对象。
  • 启动启动这个线程

3、再到 Worker 里看看其实现


能够看到在创立 Worker 时会调用 threadFactory 来创立一个线程。上边的②中启动一个线程就会触发 Worker 的 run 办法被线程调用。

4、接下来咱们看看 runWorker 办法的逻辑


线程调用 runWoker，会 while 循环调用 getTask 办法从 workerQueue 里读取工作，而后执行工作。只有 getTask 办法不返回 null, 此线程就不会退出。

5、最初在看看 getTask 办法实现

  • 咱们先不论 allowCoreThreadTimeOut，这个变量默认值是 false。wc>corePoolSize 则是判断以后线程数是否大于 corePoolSize。
  • 如果以后线程数大于 corePoolSize，则会调用 workQueue 的 poll 办法获取工作，超时工夫是 keepAliveTime。如果超过 keepAliveTime 时长，poll 返回了 null，上边提到的 while 循序就会退出，线程也就执行完了。

如果以后线程数小于 corePoolSize，则会调用 workQueue 的 take 办法阻塞在以后。

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