JDK线程池的实现

时间：2021-12-29 15:18:36

线程池

接口Executor

该接口只有一个方法，JDK解释如下

执行已提交的Runnable 任务的对象。此接口提供一种将任务提交与每个任务将如何运行的机制（包括线程使用的细节、调度等）分离开来的方法。

不过，Executor 接口并没有严格地要求执行是异步的。在最简单的情况下，执行程序可以在调用者的线程中立即运行已提交的任务：

JDK线程池的实现

更常见的是，任务是在某个不是调用者线程的线程中执行的。以下执行程序将为每个任务生成一个新线程。

JDK线程池的实现

方法介绍如下：

void execute(Runnable command)

在未来某个时间执行给定的命令。该命令可能在新的线程、已入池的线程或者正调用的线程中执行，这由Executor 实现决定。

接口ExecutorService

ExecutorService 是对 Executor 的扩展，JDK文档解释如下：

Executor 提供了管理终止的方法，以及可为跟踪一个或多个异步任务执行状况而生成 Future 的方法。

可以关闭ExecutorService，这将导致其拒绝新任务。提供两个方法来关闭 ExecutorService。shutdown() 方法在终止前允许执行以前提交的任务，而 shutdownNow()方法阻止等待任务启动并试图停止当前正在执行的任务。在终止时，执行程序没有任务在执行，也没有任务在等待执行，并且无法提交新任务。应该关闭未使用的 ExecutorService 以允许回收其资源。

通过创建并返回一个可用于取消执行和/或等待完成的 Future，方法 submit 扩展了基本方法 Executor.execute(java.lang.Runnable)。方法 invokeAny 和 invokeAll 是批量执行的最常用形式，它们执行任务 collection，然后等待至少一个，或全部任务完成（可使用 ExecutorCompletionService 类来编写这些方法的自定义变体）。

此接口中的关键是三个submit 方法，接受一个任务，并返回结果Future。

  • <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
  • <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
  • Future<?> submit(Runnable task);

 

任务执行

Submit 的实际代码位于AbstractExecutorService，继承ExecutorService。来观察其三个submit方法。 不论submit 方法的参数是什么，都是先构造一个RunnableFuture ，然偶执行它，并返回它。执行和返回的都是RunnableFuture。所以RunnableFuture实现了future 接口和runnnable接口。注意这点的类型是RunnableFuture，所有接下来的execute方法执行的run方法是RunnableFuture 的具体实现类FutureTask的run方法。

来看RunnableFuture，其代码如下：

作为 Runnable 的 Future。成功执行 run 方法可以完成 Future 并允许访问其结果。以下代码可以看出 返回的实际上是FutureTask,为RunnableFuture的实现类。

protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {

return new FutureTask<T>(runnable, value);}

关于 FutureTask JDK对其介绍如下：

可取消的异步计算。利用开始和取消计算的方法、查询计算是否完成的方法和获取计算结果的方法，此类提供了对Future 的基本实现。仅在计算完成时才能获取结果；如果计算尚未完成，则阻塞 get 方法。一旦计算完成，就不能再重新开始或取消计算。

可使用FutureTask 包装 Callable 或 Runnable 对象。因为 FutureTask 实现了 Runnable，所以可将 FutureTask 提交给 Executor 执行。

除了作为一个独立的类外，此类还提供了 protected 功能，这在创建自定义任务类时可能很有用。

先看其构造函数。可以看出其构造函数主要是一个 同步器的构造。同步器接受一个Callable类型的参数。

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对于参数是Runnable 类型时，经过转化为Callable 类型,转化代码如下，本质上就是在Callable 的call方法中调用Runnable的run方法：

JDK线程池的实现

FutureTask的关键逻辑都由他的一个内部类Sync 实现。我们先暂且不管其具体实现，留在后面说。

执行

具体的逻辑如下描述：

首先判断空；

如果当前池大小 小于 核心池大小（初始就是这样），那么会执行 addIfUnderCorePoolSize这个方法。这个方法就会创建新的工作线程，且把当前任务 command 设置为他的第一个任务，并开始执行，返回true。整个execute方法结束。

  1. 否则加入到等待队列中。

    （2）只有当前池大小小于核心池大小的时候，且线程池处于RUNNING状态的时候才增加新的工作线程，并把传进来的任务作为第一个任务并开始执行。此时返回真，否则返回假。

    如果当前池大小 大于核心池的大小，或者添加新的工作线程失败（这可能是多线程环境下，竞争锁，被阻塞，其他线程已经创建好了工作线程）。那么当前任务进入到等待队列。

    如果队列满，或者线程池已经关闭，那么拒绝该任务。

     

     

    FutureTask

    此类是RunnableFuture的实现类。线程池执行的run方法是它的run方法。它委托给Sync实现，SYNC 继承AQS。

    重点看Sync。对具体任务的调用发生在innerSet(callable.call());这句调用，innerSet的方法 作用是 设置get方法的返回值。

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    而get方法是需要获取锁的，所以在具体的任务没有执行完前，调用get方法会进入到阻塞状态。

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