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Java线程池ThreadPoolExecutor的原理解析是怎样的？

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正文：

Java线程池ThreadPoolExecutor的原理解析是怎样的？ThreadPoolExecutor里面使用到JUC同步器框架AbstractQueuedSynchronizer、大量的位操作、CAS操作。ThreadPoolExecutor提供了固定活跃线程、额外的线程、任务队列以及拒绝策略这几个重要的功能。下面我们一起来看看Java 线程池ThreadPoolExecutor的原理解析。

1、JUC同步器框架

ThreadPoolExecutor里面使用到JUC同步器框架，主要用于四个方面：

(1)全局锁mainLock成员属性，是可重入锁ReentrantLock类型，主要是用于访问工作线程Worker集合和进行数据统计记录时候的加锁操作。

(2)条件变量termination，Condition类型，主要用于线程进行等待终结awaitTermination()方法时的带期限阻塞。

(3)任务队列workQueue，BlockingQueue类型，任务队列，用于存放待执行的任务。

(4)工作线程，内部类Worker类型，是线程池中真正的工作线程对象。

2、核心线程

这里先参考ThreadPoolExecutor的实现并且进行简化，实现一个只有核心线程的线程池，要求如下：暂时不考虑任务执行异常情况下的处理;任务队列为无界队列;线程池容量固定为核心线程数量;暂时不考虑拒绝策略。

public class CoreThreadPool implements Executor {

private BlockingQueue workQueue;

private static final AtomicInteger COUNTER = new AtomicInteger();

private int coreSize;

private int threadCount = 0;

public CoreThreadPool(int coreSize) {

this.coreSize = coreSize;

this.workQueue = new LinkedBlockingQueue<>();

}

@Override

public void execute(Runnable command) {

if (++threadCount <= coreSize) {

new Worker(command).start();

} else {

try {

workQueue.put(command);

} catch (InterruptedException e) {

throw new IllegalStateException(e);

}

}

}

private class Worker extends Thread {

private Runnable firstTask;

public Worker(Runnable runnable) {

super(String.format("Worker-%d", COUNTER.getAndIncrement()));

this.firstTask = runnable;

}

@Override

public void run() {

Runnable task = this.firstTask;

while (null != task || null != (task = getTask())) {

try {

task.run();

} finally {

task = null;

}

}

}

}

private Runnable getTask() {

try {

return workQueue.take();

} catch (InterruptedException e) {

throw new IllegalStateException(e);

}

}

public static void main(String[] args) throws Exception {

CoreThreadPool pool = new CoreThreadPool(5);

IntStream.range(0, 10)

.forEach(i -> pool.execute(() ->

System.out.println(String.format("Thread:%s,value:%d", Thread.currentThread().getName(), i))));

Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);

}

}

某次运行结果如下：

Thread:Worker-0,value:0

Thread:Worker-3,value:3

Thread:Worker-2,value:2

Thread:Worker-1,value:1

Thread:Worker-4,value:4

Thread:Worker-1,value:5

Thread:Worker-2,value:8

Thread:Worker-4,value:7

Thread:Worker-0,value:6

Thread:Worker-3,value:9

设计此线程池的时候，核心线程是懒创建的，如果线程空闲的时候则阻塞在任务队列的take()方法，其实对于ThreadPoolExecutor也是类似这样实现，只是如果使用了keepAliveTime并且允许核心线程超时则会使用BlockingQueue#poll进行轮询代替永久阻塞。

3、其他附加功能

构建ThreadPoolExecutor实例的时候，需要定义maximumPoolSize(线程池最大线程数)和corePoolSize(核心线程数)。当任务队列是有界的阻塞队列，核心线程满负载，任务队列已经满的情况下，会尝试创建额外的maximumPoolSize - corePoolSize个线程去执行新提交的任务。当ThreadPoolExecutor这里实现的两个主要附加功能是：

(1)一定条件下会创建非核心线程去执行任务，非核心线程的回收周期(线程生命周期终结时刻)是keepAliveTime，线程生命周期终结的条件是：下一次通过任务队列获取任务的时候并且存活时间超过keepAliveTime。

(2)提供拒绝策略，也就是在核心线程满负载、任务队列已满、非核心线程满负载的条件下会触发拒绝策略。

以上所介绍的就是Java 线程池ThreadPoolExecutor的原理解析相关内容，大家都看懂了吗?如果想要深入学习更多关于Java 线程池的内容，欢迎大家在IT培训网报名在线课程进行学习~