面试官：你分析过线程池源码吗？（上）-阿里云开发者社区

面试官：你分析过线程池源码吗？（上）

2022-02-18 75

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简介： 面试官：你分析过线程池源码吗？（上）

线程池源码也是面试经常被提问到的点，我会将全局源码做一分析，然后告诉你面试考啥，怎么答。

为什么要用线程池?

简洁的答两点就行。

降低系统资源消耗。

提高线程可控性。

如何创建使用线程池?

JDK8提供了五种创建线程池的方法：

1.创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

2.(JDK8新增)会根据所需的并发数来动态创建和关闭线程。能够合理的使用CPU进行对任务进行并发操作，所以适合使用在很耗时的任务。

注意返回的是ForkJoinPool对象。

public static ExecutorService newWorkStealingPool(int parallelism) {
    return new ForkJoinPool
        (parallelism,
         ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
         null, true);
}

什么是ForkJoinPool：

public ForkJoinPool(int parallelism,
                        ForkJoinWorkerThreadFactory factory,
                        UncaughtExceptionHandler handler,
                        boolean asyncMode) {
        this(checkParallelism(parallelism),
             checkFactory(factory),
             handler,
             asyncMode ? FIFO_QUEUE : LIFO_QUEUE,
             "ForkJoinPool-" + nextPoolId() + "-worker-");
        checkPermission();
    }

使用一个无限队列来保存需要执行的任务，可以传入线程的数量；不传入，则默认使用当前计算机中可用的cpu数量；使用分治法来解决问题，使用fork()和join()来进行调用。

3.创建一个可缓存的线程池,可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

4.创建一个单线程的线程池。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

5.创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

上层源码结构分析

Executor结构:

Executor

一个运行新任务的简单接口

public interface Executor {
    void execute(Runnable command);
}

ExecutorService

扩展了Executor接口。添加了一些用来管理执行器生命周期和任务生命周期的方法

AbstractExecutorService

对ExecutorService接口的抽象类实现。不是我们分析的重点。

ThreadPoolExecutor

Java线程池的核心实现。

ThreadPoolExecutor源码分析

属性解释

// AtomicInteger是原子类  ctlOf()返回值为RUNNING；
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
// 高3位表示线程状态
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
// 低29位表示workerCount容量
private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;
// runState is stored in the high-order bits
// 能接收任务且能处理阻塞队列中的任务
private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;
// 不能接收新任务，但可以处理队列中的任务。
private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;
// 不接收新任务，不处理队列任务。
private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;
// 所有任务都终止
private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;
// 什么都不做
private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;
// 存放任务的阻塞队列
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;

值的注意的是状态值越大线程越不活跃。