深入理解JAVA--线程池：shutdown、shutdownNow、awaitTermination

转自：https://www.cnblogs.com/siriusckx/articles/3989057.html

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1、shutdown（）

问：shutdown()有什么功能？

答：阻止新来的任务提交，对已经提交了的任务不会产生任何影响。当已经提交的任务执行完后，它会将那些闲置的线程（idleWorks）进行中断，这个过程是异步的。

问：如何阻止新来的任务提交？

答：通过将线程池的状态改成SHUTDOWN，当再将执行execute提交任务时，如果测试到状态不为RUNNING，则抛出rejectedExecution，从而达到阻止新任务提交的目的。

问：为何对提交的任务不产生任何影响？

答：在调用中断任务的方法时，它会检测workers中的任务，如果worker对应的任务没有中断，并且是空闲线程，它才会去中断。另外的话，workQueue中的值，还是按照一定的逻辑顺序不断的往works中进行输送的，这样一来，就可以保证提交的任务按照线程本身的逻辑执行，不受到影响。

2、shutdownNow()

问：shutdownNow()有什么功能？

答：阻止新来的任务提交，同时会中断当前正在运行的线程，即workers中的线程。另外它还将workQueue中的任务给移除，并将这些任务添加到列表中进行返回。

问：如何阻止新来的任务提交？

答：通过将线程池的状态改成STOP，当再将执行execute提交任务时，如果测试到状态不为RUNNING，则抛出rejectedExecution，从而达到阻止新任务提交的目的.

问：如果我提交的任务代码块中，正在等待某个资源，而这个资源没到，但此时执行shutdownNow()，会出现什么情况？

答：当执行shutdownNow()方法时，如遇已经激活的任务，并且处于阻塞状态时，shutdownNow()会执行1次中断阻塞的操作，此时对应的线程报InterruptedException，如果后续还要等待某个资源，则按正常逻辑等待某个资源的到达。例如，一个线程正在sleep状态中，此时执行shutdownNow()，它向该线程发起interrupt()请求，而sleep()方法遇到有interrupt()请求时，会抛出InterruptedException()，并继续往下执行。在这里要提醒注意的是，在激活的任务中，如果有多个sleep(),该方法只会中断第一个sleep()，而后面的仍然按照正常的执行逻辑进行。

3、awaitTermination(long timeout,TimeUnit unit)

简单来说，awaitTermination会一直等待，直到线程池状态为TERMINATED或者，等待的时间到达了指定的时间。

4、补充

//runState != RUNNING
System.out.println("-----isShutdown-------:"+tpe.isShutdown());
//state == SHUTDOWN || state == STOP
System.out.println("-----isTerminating----:"+tpe.isTerminating());
//runState == TERMINATED
System.out.println("-----isTerminated-----:"+tpe.isTerminated());

ShutDown函数的注释:

/**
 * Initiates an orderly shutdown in which previously submitted
 * tasks are executed, but no new tasks will be accepted.
 * Invocation has no additional effect if already shut down.
 *
 * <p>This method does not wait for previously submitted tasks to
 * complete execution.  Use {@link #awaitTermination awaitTermination}
 * to do that.
 *
 * @throws SecurityException {@inheritDoc}
 */

初始化一个有序的关闭，之前提交的任务都会被执行，但是新提交的任务则不会被允许放入任务队列中。如果之前被调用过了的话，那么再次调用也没什么用。这个方法不会等待之前提交的任务完成执行，如果希望的话，则需要调用awaitTermiante方法。

该函数的代码为：

public void shutdown() {
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock();
    try {
        checkShutdownAccess();
        advanceRunState(SHUTDOWN);
        interruptIdleWorkers();
        onShutdown(); // hook for ScheduledThreadPoolExecutor
    } finally {
        mainLock.unlock();
    }
    tryTerminate();
}

获取线程池的锁，然后调用checkShutdownAccess方法检查每一个线程池的线程是否有可以ShutDown的权限。
调用advanceRunState函数通过自旋的CAS操作来将ctl中的状态变为SHUTDOWN
调用interruptIdleWorkers方法，将所有Idle状态的线程都调用interrupt方法，中断线程。而判断idle状态使用Worker中的ReentrantLock来调用tryLock尝试加锁，看Worker线程是否已经获取了锁，如果Worker的锁已经被加了的话，那么tryLock返回的就是false。
通过onShutDown()方法告知子类，线程池要处于ShutDown状态了。
解锁完后，调用tryTermiante的方法尝试终止线程池。

ShutDownNow方法和ShutDown方法差不多。具体看下面的代码

 public List<Runnable> shutdownNow() {
    List<Runnable> tasks;
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock();
    try {
        checkShutdownAccess();
        advanceRunState(STOP);
        interruptWorkers();
        tasks = drainQueue();
    } finally {
        mainLock.unlock();
    }
    tryTerminate();
    return tasks;
}

这两个方法的区别有：

shutDownNow方法会返回未完成的任务队列中的任务列表
advanceRunState方法中传入的是STOP，而不是SHUTDOWN。

而在tryTermiante方法中：

 final void tryTerminate() {
    for (;;) {
        int c = ctl.get();
        if (isRunning(c) ||
            runStateAtLeast(c, TIDYING) ||
            (runStateOf(c) == SHUTDOWN && ! workQueue.isEmpty()))
            return;
        if (workerCountOf(c) != 0) { // Eligible to terminate
            interruptIdleWorkers(ONLY_ONE);
            return;
        }

        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        mainLock.lock();
        try {
            if (ctl.compareAndSet(c, ctlOf(TIDYING, 0))) {
                try {
                    terminated();
                } finally {
                    ctl.set(ctlOf(TERMINATED, 0));
                    termination.signalAll();
                }
                return;
            }
        } finally {
            mainLock.unlock();
        }
        // else retry on failed CAS
    }
}

判断当前线程池是否正在运行，或者当前线程池的状态比TIDYING（整理中）要大（也就是处于TIDYING或者TERMINATED状态），或者当前线程状态处于SHUTDOWN并且任务队列不为空的话，那么就直接return
如果当前的WorkerCount不为0，那么就会调用interruptedIdleWorkers(true)，并且返回
通过CAS操作将ctl设置成TIDYING，如果设置成功之后就会调用terminated方法，告知子类，要终止了，终止完之后，就会将ctl的状态设置成TERMINATED，以及workerCount为0。

PS：在tryTerminate函数中，会有判断如果是SHUTDOWN状态的话，那么就需要判断任务队列是否为空，如果为空的话，那么就会接着往下走，如果任务队列不为空的话，那么说明还有任务没有执行完，直接返回了。在最后一个Worker运行结束后，调用的processWorkerExit函数中还会调用tryTerminate，所以到那时候，才是真正的结束。
而在tryTeminate后的一句if(workerCountOf(c)!=0)成立的话，也就是说明任务队列空了，但是Worker还有多的，那么就将最多一个处于IDLE状态的Worker中断。这一段没有太明白具体要干什么。不理解。

至此，整个线程池就完全退出了。

作者：None_Ling
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來源：简书
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