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一、线程池中的 Worker ( 工作者 )
二、线程池中的工作流程 runWorker
三、线程池任务队列中获取任务 getTask
在博客 【Android 异步操作】线程池 ( 线程池 execute 方法源码解析 ) 中 , 讲解 线程池 ThreadPoolExecutor 的 execute 方法时 , 有两个重要的核心方法 ;
两个核心的操作 :
添加任务 : addWorker(command, true) , 第二个参数为 true 是添加核心线程任务 , 第二个参数为 false 是添加非核心线程任务 ;
拒绝任务 : reject(command)
在上一篇博客 【Android 异步操作】线程池 ( 线程池 reject 拒绝任务 | 线程池 addWorker 添加任务 ) 介绍了 addWorker 添加任务 , reject 拒绝任务 的源码细节 ;
本博客中介绍 Worker ( 工作者 ) 的相关源码
一、线程池中的 Worker ( 工作者 )
工作者 Worker 主要 为线程执行任务 , 维护终端控制状态 , 同时记录其它信息 ;
该类扩展了 AbstractQueuedSynchronizer , 目的是 简化 每个任务执行时 获取和释放锁的过程 ;
该操作可以防止中断用于唤醒等待任务的工作线程 , 不会中断一个正在运行的线程 ;
Worker 代码及相关注释说明 :
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService { /** * 工作者类主要为线程执行任务 , 维护终端控制状态 , 同时记录其它信息 ; * 该类扩展了 AbstractQueuedSynchronizer , 目的是简化 每个任务执行时 获取和释放锁的过程 ; * 该操作可以防止中断用于唤醒等待任务的工作线程 , 不会中断一个正在运行的线程 ; */ private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable { /** * 该类不会被序列化, 提供该常量用于支持 Java 文档警告 . */ private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L; /** 该工作者运行的线程 , 如果线程工厂创建失败 , 就为空. */ final Thread thread; /** 线程初始任务 , 可能为空. */ Runnable firstTask; /** 每个线程的任务计数 */ volatile long completedTasks; /** * 使用线程工厂 , 根据给定的初始任务 , 创建工作者 */ Worker(Runnable firstTask) { setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker this.firstTask = firstTask; // 线程是在构造函数中 , 使用线程工厂创建的 this.thread = getThreadFactory().newThread(this); } /** 将主要的循环操作委托给了外部的 runWorker , 本博客下面有该方法的解析 . */ public void run() { runWorker(this); } // 锁相关方法 // // 0 代表未锁定状态 . // 1 代表锁定状态 . protected boolean isHeldExclusively() { return getState() != 0; } protected boolean tryAcquire(int unused) { if (compareAndSetState(0, 1)) { setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); return true; } return false; } protected boolean tryRelease(int unused) { setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); return true; } public void lock() { acquire(1); } public boolean tryLock() { return tryAcquire(1); } public void unlock() { release(1); } public boolean isLocked() { return isHeldExclusively(); } void interruptIfStarted() { Thread t; if (getState() >= 0 && (t = thread) != null && !t.isInterrupted()) { try { t.interrupt(); } catch (SecurityException ignore) { } } } } }
二、线程池中的工作流程 runWorker
/** * Main worker run loop. Repeatedly gets tasks from queue and * executes them, while coping with a number of issues: * * 1. We may start out with an initial task, in which case we * don't need to get the first one. Otherwise, as long as pool is * running, we get tasks from getTask. If it returns null then the * worker exits due to changed pool state or configuration * parameters. Other exits result from exception throws in * external code, in which case completedAbruptly holds, which * usually leads processWorkerExit to replace this thread. * * 2. Before running any task, the lock is acquired to prevent * other pool interrupts while the task is executing, and then we * ensure that unless pool is stopping, this thread does not have * its interrupt set. * * 3. Each task run is preceded by a call to beforeExecute, which * might throw an exception, in which case we cause thread to die * (breaking loop with completedAbruptly true) without processing * the task. * * 4. Assuming beforeExecute completes normally, we run the task, * gathering any of its thrown exceptions to send to afterExecute. * We separately handle RuntimeException, Error (both of which the * specs guarantee that we trap) and arbitrary Throwables. * Because we cannot rethrow Throwables within Runnable.run, we * wrap them within Errors on the way out (to the thread's * UncaughtExceptionHandler). Any thrown exception also * conservatively causes thread to die. * * 5. After task.run completes, we call afterExecute, which may * also throw an exception, which will also cause thread to * die. According to JLS Sec 14.20, this exception is the one that * will be in effect even if task.run throws. * * The net effect of the exception mechanics is that afterExecute * and the thread's UncaughtExceptionHandler have as accurate * information as we can provide about any problems encountered by * user code. * * @param w the worker */ final void runWorker(Worker w) { Thread wt = Thread.currentThread(); // 拿到了一个任务 Runnable task = w.firstTask; w.firstTask = null; w.unlock(); // allow interrupts boolean completedAbruptly = true; try { // 第一次循环 task 不为空 , 直接就进入了循环体 // 第二次循环 task 为空 , 此时执行 || 后的逻辑 (task = getTask()) != null // 该逻辑中从线程池任务队列中获取任务 , 然后执行该任务 // 此处一直循环读取线程池任务队列中的任务并执行 while (task != null || (task = getTask()) != null) { w.lock(); // If pool is stopping, ensure thread is interrupted; // if not, ensure thread is not interrupted. This // requires a recheck in second case to deal with // shutdownNow race while clearing interrupt if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) || (Thread.interrupted() && runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) && !wt.isInterrupted()) wt.interrupt(); try { beforeExecute(wt, task); Throwable thrown = null; try { // 执行任务 task.run(); } catch (RuntimeException x) { thrown = x; throw x; } catch (Error x) { thrown = x; throw x; } catch (Throwable x) { thrown = x; throw new Error(x); } finally { afterExecute(task, thrown); } } finally { task = null; w.completedTasks++; w.unlock(); } } completedAbruptly = false; } finally { processWorkerExit(w, completedAbruptly); } }
三、线程池任务队列中获取任务 getTask
getTask 从 线程池 任务队列中 获取任务 , 该方法执行 阻塞 或 定时等待 任务 , 具体执行哪个需要根据当前的配置情况 ;
这里通过 线程数 判断该线程是 核心线程 , 还是 非核心线程 ;
非核心线程 :
判定条件 : 如果当前执行的线程 大于 核心线程数 , 就是非核心线程
获取方法 : 非核心线程 调用 poll 方法从任务队列中取任务
线程回收 : 如果超过 keepAliveTime 时间还取不到任务 , 非核心线程 空闲时间 超过了一定时间 , 此时需要回收
核心线程 :
获取方法 : 如果该线程是核心线程 , 那么就会调用 take 方法 , 而不是 poll 方法
阻塞方法 : take 方法是阻塞的
不会被回收 : 核心线程不会回收 , 非核心线程超过一定时间会被回收
如果出现下面 4 中情况 , 工作者必须退出 , 该方法返回 null :
工作者数量超过线程池个数
线程池停止
线程池关闭 , 任务队列清空
该工作者等待时间超过空闲时间 , 需要被回收 ; 前提是该线程是非和核心线程 ;
getTask 相关源码 :
/** * 执行阻塞或定时等待任务 , 具体执行哪个需要根据当前的配置情况 ; * * 如果出现下面 4 中情况 , 工作者必须退出 , 该方法返回 null : * 1 . 工作者数量超过线程池个数 * 2 . 线程池停止 * 3 . 线程池关闭 , 任务队列清空 * 4 . 该工作者等待时间超过空闲时间 , 需要被回收 ; 前提是该线程是非和核心线程 ; * * @return 返回要执行的任务 ; 如果返回空 , 说明该 工作者 Worker 必须退出 , 工作者计数 -1 */ private Runnable getTask() { boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out? for (;;) { int c = ctl.get(); int rs = runStateOf(c); // Check if queue empty only if necessary. if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) { decrementWorkerCount(); return null; } int wc = workerCountOf(c); // Are workers subject to culling? // 如果 wc 大于 核心线程数 , 说明本线程是非核心线程 boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize; if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut)) && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) { if (compareAndDecrementWorkerCount(c)) return null; continue; } try { // 这里进行了时间判断 // 如果当前执行的线程 大于 核心线程数 , 就是非核心线程 // 调用 poll 方法从任务队列中取任务, 如果超过 keepAliveTime 时间还取不到任务 , // 非核心线程 空闲时间 超过了一定时间 , 此时需要回收 // 如果该线程是核心线程 , 那么就会调用 take 方法 , 而不是 poll 方法 // take 方法是阻塞的 // 因此核心线程不会回收 , 非核心线程超过一定时间会被回收 Runnable r = timed ? workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) : workQueue.take(); if (r != null) return r; timedOut = true; } catch (InterruptedException retry) { timedOut = false; } } }