三. ThreadPoolExecutor原理解析-认识线程池状态

素颜马尾好姑娘i 2024-03-30 17:40 75阅读 0赞

### 前言 ###

本篇文章将结合`ThreadPoolExecutor`的部分源码，认识`ThreadPoolExecutor`中的五种线程池状态。

### 正文 ###

`ThreadPoolExecutor`继承于`AbstractExecutorService`，并实现了`ExecutorService`接口，是`Executor`框架的核心类，用于管理线程。

`ThreadPoolExecutor`使用了原子整型**ctl**来表示线程池状态和**Worker**数量。**ctl**是一个原子整型，前3位表示线程池状态，后29位表示**Worker**数量。`ThreadPoolExecutor`中这部分的源码如下所示。

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
        
    
        private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
        private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
        private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;
    
        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;
    
        // 取整型前3位，即获取线程池状态
        private static int runStateOf(int c)     {
         return c & ~CAPACITY; }
        // 取整型后29位，即获取Worker数量
        private static int workerCountOf(int c)  {
         return c & CAPACITY; }
        // 根据线程池状态和Worker数量拼装ctl
        private static int ctlOf(int rs, int wc) {
         return rs | wc; }
    
        // 线程池状态判断
        private static boolean runStateLessThan(int c, int s) {
        
            return c < s;
        }
    
        // 线程池状态判断
        private static boolean runStateAtLeast(int c, int s) {
        
            return c >= s;
        }
    
        // 判断线程池状态是否为RUNNING
        private static boolean isRunning(int c) {
        
            return c < SHUTDOWN;
        }
        
        ......
        
    }

### 总结 ###

在`ThreadPoolExecutor`中规定了线程池的状态如下。

*  **RUNNING**，线程池接受新任务，会执行任务阻塞队列中的任务，**ctl**前三位表示为111；
 *  **SHUTDOWN**，线程池拒绝新任务，会执行任务阻塞队列中的任务，**ctl**前三位表示为000；
 *  **STOP**，线程池拒绝新任务，不会执行任务阻塞队列中的任务，尝试中断正在执行的任务，**ctl**前三位表示为001；
 *  **TIDYING**，所有任务被关闭，**Worker**数量为0，**ctl**前三位表示为010；
 *  **TERMINATED**，`terminated()`执行完毕，**ctl**前三位表示为011。

得益于**ctl**的结构，所以无论**Worker**数量是多少，`ThreadPoolExecutor`中线程池状态存在如下关系。

**RUNNING < SHUTDOWN < STOP < TIDYING < TERMINATED**

因此`runStateLessThan()`，`runStateAtLeast()`和`isRunning()`方法可以方便的对线程池状态进行判断。