JAVA并发-Executor

结构

类继承图：

上面的各个接口/类的关系和作用：

1. Executor
   执行器接口，也是最顶层的抽象核心接口， 分离了任务和任务的执行。
2. ExecutorService
   在Executor的基础上提供了执行器生命周期管理，任务异步执行等功能。
3. ScheduledExecutorService
   在ExecutorService基础上提供了任务的延迟执行/周期执行的功能。
4. Executors
   生产具体的执行器的静态工厂
5. ThreadFactory
   线程工厂，用于创建单个线程，减少手工创建线程的繁琐工作，同时能够复用工厂的特性。
6. AbstractExecutorService
   ExecutorService的抽象实现，为各类执行器类的实现提供基础。
7. ThreadPoolExecutor
   线程池Executor，也是最常用的Executor，可以以线程池的方式管理线程。
8. ScheduledThreadPoolExecutor
   在ThreadPoolExecutor基础上，增加了对周期任务调度的支持。
9. ForkJoinPool
   Fork/Join线程池，在JDK1.7时引入，时实现Fork/Join框架的核心类。

ThreadPoolExecutor

线程工厂

ThreadPoolExecutor在构造时如果用户不指定ThreadFactory，则默认使用Executors.defaultThreadFactory()创建一个ThreadFactory，即Executors.DefaultThreadFactory：

public static ThreadFactory defaultThreadFactory() {
    return new DefaultThreadFactory();
}

/**
 * 默认的线程工厂.
 */
static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
    private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
    private final ThreadGroup group;
    private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
    private final String namePrefix;
 
    DefaultThreadFactory() {
        SecurityManager s = System.getSecurityManager();
        group = (s != null) ? s.getThreadGroup() : Thread.currentThread().getThreadGroup();
        namePrefix = "pool-" + poolNumber.getAndIncrement() + "-thread-";
    }
 
    public Thread newThread(Runnable r) {
        Thread t = new Thread(group, r, namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(), 0);
        if (t.isDaemon())
            t.setDaemon(false);
        if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
            t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
        return t;
    }
}

线程池中任务线程Worker

private final class Worker
    extends AbstractQueuedSynchronizer
    implements Runnable
{
    private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;
    // 这个是真正的线程，任务靠你啦
    final Thread thread;
    // 前面说了，这里的 Runnable 是任务。为什么叫 firstTask？因为在创建线程的时候，如果同时指定了
    // 这个线程起来以后需要执行的第一个任务，那么第一个任务就是存放在这里的(线程可不止执行这一个任务)
    // 当然了，也可以为 null，这样线程起来了，自己到任务队列（BlockingQueue）中取任务（getTask 方法）就行了
    Runnable firstTask;
    // 用于存放此线程完成的任务数，注意了，这里用了 volatile，保证可见性
    volatile long completedTasks;
    // Worker 只有这一个构造方法，传入 firstTask，也可以传 null
    Worker(Runnable firstTask) {
        setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
        this.firstTask = firstTask;
        // 调用 ThreadFactory 来创建一个新的线程
        this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
    }
    // 这里调用了外部类的 runWorker 方法
    public void run() {
        runWorker(this);
    }
    ...// 其他几个方法没什么好看的，就是用 AQS 操作，来获取这个线程的执行权，用了独占锁
}

特别要注意这里的初始化，将this 任务分配给了线程thread,后面调用线程start，即调用Worker中的run`方法。

注意点

看源码要注意两个对象

一个是任务队列BlockingQueue<Runnable> workQueue

一个是任务线程集合HashSet<Worker> workers

线程池进度流程

• 工作线程数小于等于corePoolSize,这里将任务firstTask包装成worker,并新增到worker中

• 工作线程数大于corePoolSize且可以入队，这里将任务command入队到workQueue
  • 这里有一个特殊点addWorker(null, false),这里是为了防止任务入队了，但是工作线程为0，这里就是为了新增一个工作线程，即再新增一个firstTask为null的worker到workers中。

• workQueue队列已满，小于maximumPoolSize,再次将任务firstTask包装成worker，并新增到workers中。

上述的firstTask包装成worker，当worker中的线程启动时，会自旋不停的处理任务，第一个处理的就是worker中的firstTask,如果firstTask处理结束或firstTask为null,那么继续调用getTask方法从队列workQueue中获取任务处理。

参考：

Java多线程进阶（三九）—— J.U.C之executors框架：executors框架概述

深度解读 java 线程池设计思想及源码实现