面試突擊：線程池是如何執(zhí)行的？拒絕策略有哪些？
聊到線程池就一定會聊到線程池的執(zhí)行流程，也就是當(dāng)有一個(gè)任務(wù)進(jìn)入線程池之后，線程池是如何執(zhí)行的?我們今天就來聊聊這個(gè)話題。線程池是如何執(zhí)行的?線程池的拒絕策略有哪些?
線程池執(zhí)行流程
想要真正的了解線程池的執(zhí)行流程，就得先從線程池的執(zhí)行方法 execute() 說起，execute() 實(shí)現(xiàn)源碼如下：
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
int c = ctl.get();
// 當(dāng)前工作的線程數(shù)小于核心線程數(shù)
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
// 創(chuàng)建新的線程執(zhí)行此任務(wù)
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
// 檢查線程池是否處于運(yùn)行狀態(tài)，如果是則把任務(wù)添加到隊(duì)列
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
int recheck = ctl.get();
// 再次檢線程池是否處于運(yùn)行狀態(tài)，防止在第一次校驗(yàn)通過后線程池關(guān)閉
// 如果是非運(yùn)行狀態(tài)，則將剛加入隊(duì)列的任務(wù)移除
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
// 如果線程池的線程數(shù)為 0 時(shí)（當(dāng) corePoolSize 設(shè)置為 0 時(shí)會發(fā)生）
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
addWorker(null, false); // 新建線程執(zhí)行任務(wù)
}
// 核心線程都在忙且隊(duì)列都已爆滿，嘗試新啟動(dòng)一個(gè)線程執(zhí)行失敗
else if (!addWorker(command, false))
// 執(zhí)行拒絕策略
reject(command);
}
從上述源碼我們可以看出，當(dāng)任務(wù)來了之后，線程池的執(zhí)行流程是：先判斷當(dāng)前線程數(shù)是否大于核心線程數(shù)?如果結(jié)果為 false，則新建線程并執(zhí)行任務(wù);如果結(jié)果為 true，則判斷任務(wù)隊(duì)列是否已滿?如果結(jié)果為 false，則把任務(wù)添加到任務(wù)隊(duì)列中等待線程執(zhí)行，否則則判斷當(dāng)前線程數(shù)量是否超過最大線程數(shù)?如果結(jié)果為 false，則新建線程執(zhí)行此任務(wù)，否則將執(zhí)行線程池的拒絕策略，如下圖所示：
線程池拒絕策略
當(dāng)任務(wù)過多且線程池的任務(wù)隊(duì)列已滿時(shí)，此時(shí)就會執(zhí)行線程池的拒絕策略，線程池的拒絕策略默認(rèn)有以下 4 種：
- AbortPolicy：中止策略，線程池會拋出異常并中止執(zhí)行此任務(wù);
- CallerRunsPolicy：把任務(wù)交給添加此任務(wù)的(main)線程來執(zhí)行;
- DiscardPolicy：忽略此任務(wù)，忽略最新的一個(gè)任務(wù);
- DiscardOldestPolicy：忽略最早的任務(wù)，最先加入隊(duì)列的任務(wù)。
默認(rèn)的拒絕策略為 AbortPolicy 中止策略。
DiscardPolicy拒絕策略
接下來我們以 DiscardPolicy 忽略此任務(wù)，忽略最新的一個(gè)任務(wù)為例，演示一下拒絕策略的具體使用，實(shí)現(xiàn)代碼如下：
public static void main(String[] args) {
// 任務(wù)的具體方法
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("當(dāng)前任務(wù)被執(zhí)行,執(zhí)行時(shí)間:" + new Date() +
" 執(zhí)行線程:" + Thread.currentThread().getName());
try {
// 等待 1s
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
// 創(chuàng)建線程,線程的任務(wù)隊(duì)列的長度為 1
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1, 1,
100, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1),
new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());
// 添加并執(zhí)行 4 個(gè)任務(wù)
threadPool.execute(runnable);
threadPool.execute(runnable);
threadPool.execute(runnable);
threadPool.execute(runnable);
// 線程池執(zhí)行完任務(wù)，關(guān)閉線程池
threadPool.shutdown();
}
以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：
從上述執(zhí)行結(jié)果可以看出，給線程池添加了 4 個(gè)任務(wù)，而線程池只執(zhí)行了 2 個(gè)任務(wù)就結(jié)束了，其他兩個(gè)任務(wù)執(zhí)行了拒絕策略 DiscardPolicy 被忽略了，這就是拒絕策略的作用。
AbortPolicy拒絕策略
為了和 DiscardPolicy 拒絕策略對比，我們來演示一下 JDK 默認(rèn)的拒絕策略 AbortPolicy 中止策略，線程池會拋出異常并中止執(zhí)行此任務(wù)，示例代碼如下：
public static void main(String[] args) {
// 任務(wù)的具體方法
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("當(dāng)前任務(wù)被執(zhí)行,執(zhí)行時(shí)間:" + new Date() +
" 執(zhí)行線程:" + Thread.currentThread().getName());
try {
// 等待 1s
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
// 創(chuàng)建線程,線程的任務(wù)隊(duì)列的長度為 1
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1, 1,
100, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); // 顯式指定拒絕策略，也可以忽略此設(shè)置，它為默認(rèn)拒絕策略
// 添加并執(zhí)行 4 個(gè)任務(wù)
threadPool.execute(runnable);
threadPool.execute(runnable);
threadPool.execute(runnable);
threadPool.execute(runnable);
// 線程池執(zhí)行完任務(wù)，關(guān)閉線程池
threadPool.shutdown();
}
以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：
從結(jié)果可以看出，給線程池添加了 4 個(gè)任務(wù)，線程池正常執(zhí)行了 2 個(gè)任務(wù)，其他兩個(gè)任務(wù)執(zhí)行了中止策略，并拋出了拒絕執(zhí)行的異常 RejectedExecutionException。
自定義拒絕策略
當(dāng)然除了 JDK 提供的四種拒絕策略之外，我們還可以實(shí)現(xiàn)通過 new RejectedExecutionHandler，并重寫 rejectedExecution 方法來實(shí)現(xiàn)自定義拒絕策略，實(shí)現(xiàn)代碼如下：
public static void main(String[] args) {
// 任務(wù)的具體方法
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("當(dāng)前任務(wù)被執(zhí)行,執(zhí)行時(shí)間:" + new Date() +
" 執(zhí)行線程:" + Thread.currentThread().getName());
try {
// 等待 1s
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
// 創(chuàng)建線程,線程的任務(wù)隊(duì)列的長度為 1
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1, 1,
100, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1),
new RejectedExecutionHandler() {
@Override
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
// 執(zhí)行自定義拒絕策略的相關(guān)操作
System.out.println("我是自定義拒絕策略~");
}
});
// 添加并執(zhí)行 4 個(gè)任務(wù)
threadPool.execute(runnable);
threadPool.execute(runnable);
threadPool.execute(runnable);
threadPool.execute(runnable);
}
以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：
總結(jié)
線程池的執(zhí)行流程有 3 個(gè)重要的判斷點(diǎn)(判斷順序依次往后)：判斷當(dāng)前線程數(shù)和核心線程數(shù)、判斷當(dāng)前任務(wù)隊(duì)列是否已滿、判斷當(dāng)前線程數(shù)是否已達(dá)到最大線程數(shù)。如果經(jīng)過以上 3 個(gè)判斷，得到的結(jié)果都會 true，則會執(zhí)行線程池的拒絕策略。JDK 提供了 4 種拒絕策略，我們還可以通過 new RejectedExecutionHandler 并重寫 rejectedExecution 方法來實(shí)現(xiàn)自定義拒絕策略。
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