面試官:說一下線程池內(nèi)部工作原理?
隨著cpu核數(shù)越來越多,不可避免的利用多線程技術(shù)以充分利用其計(jì)算能力。所以,多線程技術(shù)是服務(wù)端開發(fā)人員必須掌握的技術(shù)。
線程的創(chuàng)建和銷毀,都涉及到系統(tǒng)調(diào)用,比較消耗系統(tǒng)資源,所以就引入了線程池技術(shù),避免頻繁的線程創(chuàng)建和銷毀。
在Java中有一個(gè)Executors工具類,可以為我們創(chuàng)建一個(gè)線程池,其本質(zhì)就是new了一個(gè)ThreadPoolExecutor對(duì)象。線程池幾乎也是面試必考問題。本節(jié)結(jié)合源代碼,說說ThreadExecutor的工作原理
一、線程池創(chuàng)建
先看一下ThreadPoolExecutor參數(shù)最全的構(gòu)造方法:
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- corePoolSize: 線程池的核心線程數(shù),說白了就是,即便是線程池里沒有任何任務(wù),也會(huì)有corePoolSize個(gè)線程在候著等任務(wù)。
- maximumPoolSize: 最大線程數(shù),不管你提交多少任務(wù),線程池里最多工作線程數(shù)就是maximumPoolSize。
- keepAliveTime: 線程的存活時(shí)間。當(dāng)線程池里的線程數(shù)大于corePoolSize時(shí),如果等了keepAliveTime時(shí)長(zhǎng)還沒有任務(wù)可執(zhí)行,則線程退出。
- unit: 這個(gè)用來指定keepAliveTime的單位,比如秒:TimeUnit.SECONDS。
- workQueue: 一個(gè)阻塞隊(duì)列,提交的任務(wù)將會(huì)被放到這個(gè)隊(duì)列里。
- threadFactory: 線程工廠,用來創(chuàng)建線程,主要是為了給線程起名字,默認(rèn)工廠的線程名字:pool-1-thread-3。
- handler: 拒絕策略,當(dāng)線程池里線程被耗盡,且隊(duì)列也滿了的時(shí)候會(huì)調(diào)用。
以上就是創(chuàng)建線程池時(shí)用到的參數(shù),面試中經(jīng)常會(huì)有面試官問到這個(gè)問題。
二、線程池執(zhí)行流程
這里用一個(gè)圖來說明線程池的執(zhí)行流程
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任務(wù)被提交到線程池,會(huì)先判斷當(dāng)前線程數(shù)量是否小于corePoolSize,如果小于則創(chuàng)建線程來執(zhí)行提交的任務(wù),否則將任務(wù)放入workQueue隊(duì)列,如果workQueue滿了,則判斷當(dāng)前線程數(shù)量是否小于maximumPoolSize,如果小于則創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù),否則就會(huì)調(diào)用handler,以表示線程池拒絕接收任務(wù)。
這里以jdk1.8.0_111的源代碼為例,看一下具體實(shí)現(xiàn)。
1、先看一下線程池的executor方法
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- 判斷當(dāng)前活躍線程數(shù)是否小于corePoolSize,如果小于,則調(diào)用addWorker創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)
- 如果不小于corePoolSize,則將任務(wù)添加到workQueue隊(duì)列。
- 如果放入workQueue失敗,則創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù),如果這時(shí)創(chuàng)建線程失敗(當(dāng)前線程數(shù)不小于maximumPoolSize時(shí)),就會(huì)調(diào)用reject(內(nèi)部調(diào)用handler)拒絕接受任務(wù)。
2、再看下addWorker的方法實(shí)現(xiàn)
這塊代碼是在創(chuàng)建非核心線程時(shí),即core等于false。判斷當(dāng)前線程數(shù)是否大于等于maximumPoolSize,如果大于等于則返回false,即上邊說到的③中創(chuàng)建線程失敗的情況。
addWorker方法的下半部分:
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- 創(chuàng)建Worker對(duì)象,同時(shí)也會(huì)實(shí)例化一個(gè)Thread對(duì)象。
- 啟動(dòng)啟動(dòng)這個(gè)線程
3、再到Worker里看看其實(shí)現(xiàn)
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可以看到在創(chuàng)建Worker時(shí)會(huì)調(diào)用threadFactory來創(chuàng)建一個(gè)線程。上邊的②中啟動(dòng)一個(gè)線程就會(huì)觸發(fā)Worker的run方法被線程調(diào)用。
4、接下來咱們看看runWorker方法的邏輯
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線程調(diào)用runWoker,會(huì)while循環(huán)調(diào)用getTask方法從workerQueue里讀取任務(wù),然后執(zhí)行任務(wù)。只要getTask方法不返回null,此線程就不會(huì)退出。
5、最后在看看getTask方法實(shí)現(xiàn)
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- 咱們先不管allowCoreThreadTimeOut,這個(gè)變量默認(rèn)值是false。wc>corePoolSize則是判斷當(dāng)前線程數(shù)是否大于corePoolSize。
- 如果當(dāng)前線程數(shù)大于corePoolSize,則會(huì)調(diào)用workQueue的poll方法獲取任務(wù),超時(shí)時(shí)間是keepAliveTime。如果超過keepAliveTime時(shí)長(zhǎng),poll返回了null,上邊提到的while循序就會(huì)退出,線程也就執(zhí)行完了。
如果當(dāng)前線程數(shù)小于corePoolSize,則會(huì)調(diào)用workQueue的take方法阻塞在當(dāng)前。