【玩转线程池】ThreadPoolExecutor总结

Myth丶恋晨 2022-09-14 08:59 200阅读 0赞

线程池 ThreadPoolExecutor

*  是什么：worker们的血汗工厂
 *  有什么用：减少资源消耗，方便管理线程
 *  怎么玩：自己new线程池玩

## 线程池原理 ##

线程池工作原理（优点，缺点）

没有线程池的时候，与有线程池的时候进行对比。解决了资源分配问题，池化思想，最大化收益最小化风险，统一资源进行管理的方式。

*  线程池5个状态（run、shutdown、Stop、dying、terminated）
 *  线程池状态转换（shutdown、shutdownNow、workerQueue的变化）
 *  7个参数（core、max、keepAliveTime、unit、workerQueue、factory、rejectHandler）
 *  4个拒绝策略（ACDD）

以上不知道是什么东西的：请出门左转：  
[https://blog.csdn.net/weixin\_43801418/article/details/120396484][https_blog.csdn.net_weixin_43801418_article_details_120396484]

## 基本方法 ##

构造方法->7参数

小功能函数，很多围绕着ctl来进行操作的

runStateOf、workerCountOf、ctlOf

Worker包装类，run()

## 核心方法 ##

### execute ###

> 提交任务流程：接任务的方法

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAd2lsbG9ybg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

1、任务是commond，线程池里面进来一个请求
    2、判断当前工人数是否满足小于core，调用addWorker(command, true)
    	成功，直接返回
    	失败，可能是并发的问题，其他线程已经完成此任务；or 线程状态改变，非running状态
    3、尝试放入workerQueue
    	1）状态被修改非running，移除当前的任务，执行拒绝策略
    		成功：该任务还没有被消费（还在workerQue中）
    		失败：提交之后，在shutdown() shutdownNow()之前，就被线程池中的线程 给处理。
    	2）还是running状态，判断ctl线程数为0，addWorker，最起码有一个线程在工作中
    4、最后一次直接addWorker(command, false)，使用max判断
    	失败：reject(command)

worker是实例对象还是任务？

woker是线程池里面的工人，工人接收从execute里面进来的任务

### addWorker ###

> 添加新的worker，新添新丁的方法
> 
> 第一部分：两个for自旋判断线程状态和worker数量，拿令牌的过程
> 
> 第二部分：new Worker(firstTask);进来的任务，线程数量由线程池自己管理

shutdown状态，workerQueue任务队列有任务，即将执行的任务为null => 可以添加新的worker去执行线程

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAd2lsbG9ybg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

1、判断状态：
    	1）running状态  √
    	2）shutdown，workerQueue非空，firstTask为空  √
    2、判断woker数，workerCount
    	1）wc超过capacity、超过core或max  => return false
    	2）wc以cas方式加1尝试获取令牌
    		成功：拿到令牌，进入下一个流程
    		失败：当前线程状态变化，需要重试（重新判断状态是否符合要求）
    3、new Worker(firstTask)，就有了线程，后续还会对这个worker是否合法进行判断。
    4、使用mainLock全局锁开始
    	判断线程池是否① running状态、② shutdown且任务队列有活而且没有新东西进来。
    	没问题workers Set加入这个worker进去工作。
    	释放锁……
    5、最后worker加入set失败的善后工作。mainLock
    	1）对ctl减一
    	2）set将worker清除出去

### runWorker ###

worker启动

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAd2lsbG9ybg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]

1、初始化wt、task、独占锁lock（-1 -> 0）
    2、getTask从workQueue申请任务
    3、开启lock，
          1）判断线程已经不行了，STOP之后了，打标记线程中断
          2）钩子方法，类似事务一样，可以子类实现前置通知
              执行任务，run
          3）钩子方法，类似事务一样，可以子类实现后续通知
    4、解开lock（释放worker的非重入锁）
    5、有异常，统一最后处理，否则正常退出

注意：

1、processWorkerExit()方法，销毁线程。

2、while循环不断地通过getTask()方法获取任务。

3、不干活线程就阻塞，除非线程池准备收工

### getTask ###

> 1、从workerQueue中获取任务流程；2、也负责回收线程
> 
> 一般都是正常拿到任务，有几种情况拿不到想要的结果（null）

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAd2lsbG9ybg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]

返回null的几种情况：（State、workerCount）
        1、rs >= STOP 
        2、shutdown且workerQueue为空
        3、wc > max
        4、wc > core && 超时
        
    超时因素：
        allowCoreTimeOut
        cas方式回收线程（wc太大、当前任务超时）

### processWorkerExit ###

> worker退出流程，在runWorker中最后总会调用到。
> 
> 由于引起线程销毁的可能性有很多，线程池还要判断是什么引发了这次销毁，是否要改变线程池的现阶段状态，是否要根据新状态，重新分配线程。

private void processWorkerExit(Worker w, boolean completedAbruptly) {
        
    1、正常 or 异常退出
        1）异常退出：ctl-1
        2）正常退出：拿mainLock；set移除该worker，记录完成task数量
    2、tryTerminate();  
        进入到关闭线程池的逻辑
    3、正常退出，为线程留下最后一个线程
            1）最低worker数可以为多少，保证至少有一个worker可以继续工作
            2）workerCountOf(c) >= min 那么就安全，可以继续执行退出的逻辑
    4、异常退出：由于引起线程销毁的可能性有很多，线程池还要判断是什么引发了这次销毁，是否要改变线程池的现阶段状态，是否要根据新状态，重新分配线程。

### shutdown & shutdownNow ###

线程关闭流程

> shutdown 只做了两件事
> 
> 1）修改线程池状态为shutdown
> 
> 2）标记所有的空闲工人为中断状态，告诉他们该停工了

1、advanceRunState：通过cas强制设置状态为SHUTDOWN
    2、获取的worker
    3、中断空闲线程
    	加mainLock
        	遍历所有的worker
        	分别加锁之后 给所有还在getTask中阻塞（处于take/poll状态）的worker进行中断标记
    	释放mainLock
    4、释放全局锁mainLock
    5、tryTerminate();

> shutdownNow 不过是多了一个返回的方法，把workQueue里面的未处理的任务拿出来进行处理

1、advanceRunState：通过cas强制设置状态为SHUTDOWN
    2、获取的worker
    3、中断空闲线程
        加mainLock
            遍历所有的worker
        	分别加锁之后 给所有还在getTask中阻塞（处于take/poll状态）的worker进行中断标记
        释放mainLock
    4、tasks = drainQueue();
    5、释放全局锁mainLock
    6、tryTerminate();
    7、return tasks;

### tryTerminate ###

1、进入自旋
        1）running
        2）其他线程正在TIDYING -> TERMINATED
        3）shutdown且workQueue不为空runStateOf(c) == SHUTDOWN && ! workQueue.isEmpty()
    
    2、中断懒惰员工的方法。
        if (workerCountOf(c) != 0) {
         只要线程池还有员工就执行interruptIdleWorkers
    
    3、最后一个worker负责
            0、加锁mainLock
            1、设置状态为TIDYING
            2、设置状态为TERMINATED
            3、termination.signalAll();  通知外部线程等待线程池变为terminated状态
            0、释放mainLock

## 参考 ##

https://tech.meituan.com/2020/04/02/java-pooling-pratice-in-meituan.html

[https_blog.csdn.net_weixin_43801418_article_details_120396484]: https://blog.csdn.net/weixin_43801418/article/details/120396484
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