线程池的实现过程没有用到Synchronized关键字,用的都是volatile,Lock和同步(阻塞)队列,Atomic相关类,FutureTask等等,因为后者的性能更优。
在线程的生命周期中,它要经过新建(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)和死亡(Dead)5种状态。
Thread通过new来新建一个线程,这个过程是是初始化一些线程信息,如线程名,id,线程所属group等,可以认为只是个普通的对象。调用Thread的start()后Java虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器,同时将hasBeenStarted为true,之后调用start方法就会有异常。
处于这个状态中的线程并没有开始运行,只是表示该线程可以运行了。至于该线程何时开始运行,取决于JVM里线程调度器的调度。当线程获取cpu后,run()方法会被调用。不要自己去调用Thread的run()方法。之后根据CPU的调度在就绪——运行——阻塞间切换,直到run()方法结束或其他方式停止线程,进入dead状态。
所以实现线程复用的原理应该就是要保持线程处于存活状态(就绪,运行或阻塞)。接下来来看下ThreadPoolExecutor是怎么实现线程复用的。
Worker是一个Runnable,同时拥有一个thread,这个thread就是要开启的线程,在新建Worker对象时同时新建一个Thread对象,同时将Worker自己作为参数传入TThread,这样当Thread的start()方法调用时,运行的实际上是Worker的run()方法,接着到runWorker()中,有个while循环,一直从getTask()里得到Runnable对象,顺序执行。
这个workQueue就是初始化ThreadPoolExecutor时存放任务的BlockingQueue队列,这个队列里的存放的都是将要执行的Runnable任务。因为BlockingQueue是个阻塞队列,BlockingQueue.take()得到如果是空,则进入等待状态直到BlockingQueue有新的对象被加入时唤醒阻塞的线程。所以一般情况Thread的run()方法就不会结束,而是不断执行从workQueue里的Runnable任务,这就达到了线程复用的原理了。
线程池工作过程中的添加任务的情况:
如果正在运行的线程数量小于 corePoolSize,那么马上创建线程运行这个任务;如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize,那么将这个任务放入队列;如果这时候队列满了,而且正在运行的线程数量小于 maximumPoolSize,那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务;如果队列满了,而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize,那么线程池会抛出异常RejectExecutionException。线程池有五种状态来控制任务添加与执行。主要介绍以下三种:
RUNNING状态:线程池正常运行,可以接受新的任务并处理队列中的任务;SHUTDOWN状态:不再接受新的任务,但是会执行队列中的任务;STOP状态:不再接受新任务,不处理队列中的任务