Java线程池复用线程的秘密你知道吗

目录

• 前言
• 源码探究
• execute方法
• addWorker方法
• Worker类
• 实现了Runnable接口
• 重要属性
• 构造方法
• run方法
• 执行流程
• 总结

前言

我们都知道线程池可以帮我们管理线程，重复利用线程执行不同的任务。正常情况下，我们创建的线程执行完任务后就会自行销毁，那么线程池是如何做到复用线程的呢？

源码探究

我们从线程池ThreadPoolExecutor源码入手，一探究竟。为了突出重点，以下的方法源码过滤了部分无关代码，以求逻辑清晰。

execute方法

那就从线程池执行的execute方法入手吧！来看一下方法的源码

public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        int c = ctl.get();
        //1.小于核心线程数时，创建线程
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        //2.达到核心线程数，不超过队列界限时，添加到队列
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
        //3.队列已满，不超过最大线程数时，创建线程
        else if (!addWorker(command, false))
        //4.达到最大线程数时，执行拒绝策略
            reject(command);
    }

线程池执行的4个步骤相信大家已经有所了解，这里我们只看添加线程的方法addWorker()

addWorker方法

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
        boolean workerStarted = false;
        boolean workerAdded = false;
        Worker w = null;
        try {
        	//1.创建Worker，传入任务
            w = new Worker(firstTask);
            //2.取出执行任务的线程
            final Thread t = w.thread;
            if (t != null) {
                final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
                mainLock.lock();
                try {
                    int c = ctl.get();
                    if (isRunning(c) ||
                        (runStateLessThan(c, STOP) && firstTask == null)) {
                        if (t.getState() != Thread.State.NEW)
                            throw new IllegalThreadStateException();
                        workers.add(w);
                        workerAdded = true;
                        int s = workers.size();
                        if (s > largestPoolSize)
                            largestPoolSize = s;
                    }
                } finally {
                    mainLock.unlock();
                }
                if (workerAdded) {
                	//3.执行线程
                    t.start();
                    workerStarted = true;
                }
            }
        } finally {
            if (! workerStarted)
                addWorkerFailed(w);
        }
        return workerStarted;
    }

参数解释：

core：true表示添加的是核心线程，false表示添加的非核心线程

这里大家只需要关心这3行加注释的代码就可以了

就是Worker管理了创建的线程和这个线程执行的第一个任务，并且在addWorker方法中调用线程的start方法，开启线程执行了任务。下面我们看看Worker这个类

Worker类

实现了Runnable接口

Worker 是线程池ThreadPoolExecutor的内部类，实现了Runnable接口

private final class Worker    extends AbstractQueuedSynchronizer    implements Runnable

重要属性

他有两个核心关键的属性，即封装了线程池的线程和要执行的任务，达到了线程和任务解耦的目的。

final Thread thread;
Runnable firstTask;

构造方法

addWorker方法会执行创建一个worker

w = new Worker(firstTask);

看一下Worker的构造方法

Worker(Runnable firstTask) {
	this.firstTask = firstTask;
	this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
}

可以看到 新创建的Worker本身也是一个Runnable，他的thread传的runnable任务就是worker本身

在addWorker方法，最终会取到worker的thread属性，然后启动这个thread

w = new Worker(firstTask);
final Thread t = w.thread;
... ...
t.start();

run方法

刚才介绍过，worker的thread的runnable参数传的就是worker本身，就是调的worker的run方法，现在我们来看最核心的worker的run方法

public void run() {
	runWorker(this);
}

调的是ThreadPoolExecutor的runWorker方法

final void runWorker(Worker w) {
    Runnable task = w.firstTask;
    w.firstTask = null;
    try {
        while (task != null || (task = getTask()) != null)
        {
            ...
            task.run();
            ...

可以看到runWorker核心是一个while循环，执行了第一个task之后，就不停的从队列中取任务，直到没有任务了才会执行完，销毁线程

执行流程

execute方法调用addWorker方法，并且执行worker.thread.start()开启线程

​ ——》worker.thread 执行worker本身的run方法（worker实现了Runnable接口）

​ ——》执行ThreadPoolExecutor的runWorker方法，是个while循环，执行完worker本身的第一个任务之后，就不停从队列取任务，直到没有任务，执行完，退出循环，销毁

总结

线程池将线程和任务进行解耦，线程是线程，任务是任务，摆脱了之前通过 Thread 创建线程时的一个线程必须对应一个任务的限制。

在线程池中，同一个线程可以从阻塞队列中不断获取新任务来执行，其核心原理在于线程池对 Thread 进行了封装，并不是每次执行任务都会调用 Thread.start() 来创建新线程，而是让每个线程去执行一个“循环任务”，在这个“循环任务”中不停的检查是否有任务需要被执行，如果有则直接执行，也就是调用任务中的 run 方法，将 run 方法当成一个普通的方法执行，通过这种方式将只使用固定的线程就将所有任务的 run 方法串联起来。

本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注我们的更多内容!