线程池shoutdown() shutdownNow() awaitTermination() 方法解析

参考https://www.jianshu.com/p/b5e2283e869c

https://blog.csdn.net/u011389515/article/details/80656813

提到线程池shoutdown() shutdownNow() awaitTermination() 方法之前我们先来看一下线程池的几种状态，在Executor框架中定义了几种状态，如下图：

1、RUNNING

(1) 状态说明：线程池处在RUNNING状态时，能够接收新任务，以及对已添加的任务进行处理。
(02) 状态切换：线程池的初始化状态是RUNNING。换句话说，线程池被一旦被创建，就处于RUNNING状态，并且线程池中的任务数为0！

2、 SHUTDOWN

(1) 状态说明：线程池处在SHUTDOWN状态时，不接收新任务，但能处理已添加的任务。
(2) 状态切换：调用线程池的shutdown()接口时，线程池由RUNNING -> SHUTDOWN。

3、STOP

(1) 状态说明：线程池处在STOP状态时，不接收新任务，不处理已添加的任务，并且会中断正在处理的任务。
(2) 状态切换：调用线程池的shutdownNow()接口时，线程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP。

4、TIDYING

(1) 状态说明：当所有的任务已终止，ctl记录的”任务数量”为0，线程池会变为TIDYING状态。当线程池变为TIDYING状态时，会执行钩子函数terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空的，若用户想在线程池变为TIDYING时，进行相应的处理；可以通过重载terminated()函数来实现。
(2) 状态切换：当线程池在SHUTDOWN状态下，阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时，就会由 SHUTDOWN -> TIDYING。
当线程池在STOP状态下，线程池中执行的任务为空时，就会由STOP -> TIDYING。

5、 TERMINATED

(1) 状态说明：线程池彻底终止，就变成TERMINATED状态。
(2) 状态切换：线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated()之后，就会由 TIDYING -> TERMINATED。

shoutdown() shutdownNow() awaitTermination() 就是为了在这几种状态之间进行转换；

常见的问题

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。

代码例子

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

import static java.util.concurrent.TimeUnit.SECONDS;

/**
 * Created by qiuyunjie on 2019/2/26.
 */
public class Huo {


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

            ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
            //任务一
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(5000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("核心线程");
                }
            });
            //任务二
            Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("任务队列中的线程");
                }
            });
            //任务三
            Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("shutdown以后提交的任务");
                }
            });




            //调用shutdown()方法 
//            executor.submit(thread);
//            executor.submit(thread1);
//            executor.shutdown();
//            executor.submit(thread2);

//    输出
//    核心线程
//    任务队列中的线程


        //调用shutdownNow()方法
//            executor.submit(thread);
//            executor.submit(thread1);
//            executor.shutdownNow();
//            executor.submit(thread2);

//        输出
//        java.lang.InterruptedException: sleep interrupted	
//        核心线程

        //调用awaitTermination()方法 来监测线程池是否关闭了；
            executor.submit(thread);
            executor.submit(thread1);

            executor.shutdown();
            while (executor.awaitTermination(1 ,SECONDS) == false) {
                Thread.sleep(500);
                System.out.println("线程池未关闭");
            }
            System.out.println("线程池已关闭");

//         输出
//        线程池未关闭
//        线程池未关闭
//        线程池未关闭
//        核心线程
//        任务队列中的线程
//        线程池已关闭


        }


}

这三种方法的源码

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。

线程池shoutdown() shutdownNow() awaitTermination() 方法解析

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