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Java线程池怎么实现优雅退出

shutdown()方法当使用线程池的时候,调用了shutdown()方法后,线程池就不会再接受新的执行任务了。但是在调用shutdown()方法之前放入任务队列中的任务还是要执行的。此方法是非阻塞方法,调用后会立即返回,并不会等待任务队列中的任务全部执行完毕后再返回。我们看下shutdown()方法的源代码,如下所示。publicvoidshutdown(){//获取线程池的全局锁finalReentrantLockmainLock=this.mainLock;mainLock.lock();try{/

本文目录

    shutdown()方法

    当使用线程池的时候,调用了shutdown()方法后,线程池就不会再接受新的执行任务了。但是在调用shutdown()方法之前放入任务队列中的任务还是要执行的。此方法是非阻塞方法,调用后会立即返回,并不会等待任务队列中的任务全部执行完毕后再返回。我们看下shutdown()方法的源代码,如下所示。

    public void shutdown() {
    	//获取线程池的全局锁
    	final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    	mainLock.lock();
    	try {
    		//检查是否有关闭线程池的权限
    		checkShutdownAccess();
    		//将当前线程池的状态设置为SHUTDOWN
    		advanceRunState(SHUTDOWN);
    		//中断Worker线程
    		interruptIdleWorkers();
    		//为ScheduledThreadPoolExecutor调用钩子函数
    		onShutdown(); // hook for 
    	} finally {
    		//释放线程池的全局锁
    		mainLock.unlock();
    	}
    	//尝试将状态变为TERMINATED
    	tryTerminate();
    }

    总体来说,shutdown()方法的代码比较简单,首先检查了是否有权限来关闭线程池,如果有权限,则再次检测是否有中断工作线程的权限,如果没有权限,则会抛出SecurityException异常,代码如下所示。

    //检查是否有关闭线程池的权限
    checkShutdownAccess();
    //将当前线程池的状态设置为SHUTDOWN
    advanceRunState(SHUTDOWN);
    //中断Worker线程
    interruptIdleWorkers();

    其中,checkShutdownAccess()方法的实现代码如下所示。

    private void checkShutdownAccess() {
    	SecurityManager security = System.getSecurityManager();
    	if (security != null) {
    		security.checkPermission(shutdownPerm);
    		final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    		mainLock.lock();
    		try {
    			for (Worker w : workers)
    				security.checkAccess(w.thread);
    		} finally {
    			mainLock.unlock();
    		}
    	}
    }

    对于checkShutdownAccess()方法的代码理解起来比较简单,就是检测是否具有关闭线程池的权限,期间使用了线程池的全局锁。

    接下来,我们看advanceRunState(int)方法的源代码,如下所示。

    private void advanceRunState(int targetState) {
    	for (;;) {
    		int c = ctl.get();
    		if (runStateAtLeast(c, targetState) ||
    			ctl.compareAndSet(c, ctlOf(targetState, workerCountOf(c))))
    			break;
    	}
    }

    advanceRunState(int)方法的整体逻辑就是:判断当前线程池的状态是否为指定的状态,在shutdown()方法中传递的状态是SHUTDOWN,如果是SHUTDOWN,则直接返回;如果不是SHUTDOWN,则将当前线程池的状态设置为SHUTDOWN。

    接下来,我们看看showdown()方法调用的interruptIdleWorkers()方法,如下所示。

    private void interruptIdleWorkers() {
    	interruptIdleWorkers(false);
    }

    可以看到,interruptIdleWorkers()方法调用的是interruptIdleWorkers(boolean)方法,继续看interruptIdleWorkers(boolean)方法的源代码,如下所示。

    private void interruptIdleWorkers(boolean onlyOne) {
    	final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    	mainLock.lock();
    	try {
    		for (Worker w : workers) {
    			Thread t = w.thread;
    			if (!t.isInterrupted() && w.tryLock()) {
    				try {
    					t.interrupt();
    				} catch (SecurityException ignore) {
    				} finally {
    					w.unlock();
    				}
    			}
    			if (onlyOne)
    				break;
    		}
    	} finally {
    		mainLock.unlock();
    	}
    }

    上述代码的总体逻辑为:获取线程池的全局锁,循环所有的工作线程,检测线程是否被中断,如果没有被中断,并且Worker线程获得了锁,则执行线程的中断方法,并释放线程获取到的锁。此时如果onlyOne参数为true,则退出循环。否则,循环所有的工作线程,执行相同的操作。最终,释放线程池的全局锁。

    接下来,我们看下shutdownNow()方法。

    shutdownNow()方法

    如果调用了线程池的shutdownNow()方法,则线程池不会再接受新的执行任务,也会将任务队列中存在的任务丢弃,正在执行的Worker线程也会被立即中断,同时,方法会立刻返回,此方法存在一个返回值,也就是当前任务队列中被丢弃的任务列表。

    shutdownNow()方法的源代码如下所示。

    public List shutdownNow() {
    	List tasks;
    	final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    	mainLock.lock();
    	try {
    		//检查是否有关闭权限
    		checkShutdownAccess();
    		//设置线程池的状态为STOP
    		advanceRunState(STOP);
    		//中断所有的Worker线程
    		interruptWorkers();
    		//将任务队列中的任务移动到tasks集合中
    		tasks = drainQueue();
    	} finally {
    		mainLock.unlock();
    	}
    	/尝试将状态变为TERMINATED
    	tryTerminate();
    	//返回tasks集合
    	return tasks;
    }

    shutdownNow()方法的源代码的总体逻辑与shutdown()方法基本相同,只是shutdownNow()方法将线程池的状态设置为STOP,中断所有的Worker线程,并且将任务队列中的所有任务移动到tasks集合中并返回。

    可以看到,shutdownNow()方法中断所有的线程时,调用了interruptWorkers()方法,接下来,我们就看下interruptWorkers()方法的源代码,如下所示。

    private void interruptWorkers() {
    	final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    	mainLock.lock();
    	try {
    		for (Worker w : workers)
    			w.interruptIfStarted();
    	} finally {
    		mainLock.unlock();
    	}
    }

    interruptWorkers()方法的逻辑比较简单,就是获得线程池的全局锁,循环所有的工作线程,依次中断线程,最后释放线程池的全局锁。

    在interruptWorkers()方法的内部,实际上调用的是Worker类的interruptIfStarted()方法来中断线程,我们看下Worker类的interruptIfStarted()方法的源代码,如下所示。

    void interruptIfStarted() {
    	Thread t;
    	if (getState() >= 0 && (t = thread) != null && !t.isInterrupted()) {
    		try {
    			t.interrupt();
    		} catch (SecurityException ignore) {
    		}
    	}
    }

    发现其本质上调用的还是Thread类的interrupt()方法来中断线程。

    awaitTermination(long, TimeUnit)方法

    当线程池调用了awaitTermination(long, TimeUnit)方法后,会阻塞调用者所在的线程,直到线程池的状态修改为TERMINATED才返回,或者达到了超时时间返回。接下来,我们看下awaitTermination(long, TimeUnit)方法的源代码,如下所示。

    public boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
    	throws InterruptedException {
    	//获取距离超时时间剩余的时长
    	long nanos = unit.toNanos(timeout);
    	//获取Worker线程的的全局锁
    	final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    	//加锁
    	mainLock.lock();
    	try {
    		for (;;) {
    			//当前线程池状态为TERMINATED状态,会返回true
    			if (runStateAtLeast(ctl.get(), TERMINATED))
    				return true;
    			//达到超时时间,已超时,则返回false
    			if (nanos <= 0)
    				return false;
    			//重置距离超时时间的剩余时长
    			nanos = termination.awaitNanos(nanos);
    		}
    	} finally {
    		//释放锁
    		mainLock.unlock();
    	}
    }

    上述代码的总体逻辑为:首先获取Worker线程的独占锁,后在循环判断当前线程池是否已经是TERMINATED状态,如果是则直接返回true,否则检测是否已经超时,如果已经超时,则返回false。如果未超时,则重置距离超时时间的剩余时长。接下来,进入下一轮循环,再次检测当前线程池是否已经是TERMINATED状态,如果是则直接返回true,否则检测是否已经超时,如果已经超时,则返回false。如果未超时,则重置距离超时时间的剩余时长。以此循环,直到线程池的状态变为TERMINATED或者已经超时。

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