线程池中你不容错过的一些细节

线程池中你不容错过的一些细节

背景

上周分享了一篇《一个线程罢工的诡异事件》,最近也在公司内部分享了这个案例。

无独有偶,在内部分享的时候也有小伙伴问了之前分享时所提出的一类问题:

线程池中你不容错过的一些细节

线程池中你不容错过的一些细节

线程池中你不容错过的一些细节

线程池中你不容错过的一些细节

这其实是一类共性问题,我认为主要还是两个原因:

我自己确实也没讲清楚,之前画的那张图还需要再完善,有些误导。

第二还是大家对线程池的理解不够深刻,比如今天要探讨的内容。

线程池的工作原理

首先还是来复习下线程池的基本原理。

我认为线程池它就是一个调度任务的工具。

众所周知在初始化线程池会给定线程池的大小,假设现在我们有 1000 个线程任务需要运行,而线程池的大小为 10~20,在真正运行任务的过程中他肯定不会创建这1000个线程同时运行,而是充分利用线程池里这 10~20 个线程来调度这1000个任务。

而这里的 10~20 个线程最后会由线程池封装为 ThreadPoolExecutor.Worker 对象,而这个 Worker 是实现了 Runnable 接口的,所以他自己本身就是一个线程。

深入分析

线程池中你不容错过的一些细节

这里我们来做一个模拟,创建了一个核心线程、最大线程数、阻塞队列都为2的线程池。

这里假设线程池已经完成了预热,也就是线程池内部已经创建好了两个线程 Worker。

当我们往一个线程池丢一个任务会发生什么事呢?

线程池中你不容错过的一些细节

第一步是生产者,也就是任务提供者他执行了一个 execute() 方法,本质上就是往这个内部队列里放了一个任务。

之前已经创建好了的 Worker 线程会执行一个 while 循环 ---> 不停的从这个内部队列里获取任务。(这一步是竞争的关系,都会抢着从队列里获取任务,由这个队列内部实现了线程安全。)

获取得到一个任务后,其实也就是拿到了一个 Runnable 对象(也就是 execute(Runnable task) 这里所提交的任务),接着执行这个 Runnable 的 run() 方法,而不是 start(),这点需要注意后文分析原因。

结合源码来看:

线程池中你不容错过的一些细节

从图中其实就对应了刚才提到的二三两步:

while 循环,从 getTask() 方法中一直不停的获取任务。

拿到任务后,执行它的 run() 方法。

这样一个线程就调度完毕,然后再次进入循环从队列里取任务并不断的进行调度。

再次解释之前的问题

接下来回顾一下我们上一篇文章所提到的,导致一个线程没有运行的根本原因是:

在单个线程的线程池中一但抛出了未被捕获的异常时,线程池会回收当前的线程并创建一个新的 Worker;
它也会一直不断的从队列里获取任务来执行,但由于这是一个消费线程,根本没有生产者往里边丢任务,所以它会一直 waiting 在从队列里获取任务处,所以也就造成了线上的队列没有消费,业务线程池没有执行的问题。

结合之前的那张图来看:

线程池中你不容错过的一些细节

这里大家问的最多的一个点是,为什么会没有是根本没有生产者往里边丢任务,图中不是明明画的有一个 product 嘛?

这里确实是有些不太清楚,再次强调一次:

图中的 product 是往内部队列里写消息的生产者,并不是往这个 Consumer 所在的线程池中写任务的生产者。

因为即便 Consumer 是一个单线程的线程池,它依然具有一个常规线程池所具备的所有条件:

Worker 调度线程,也就是线程池运行的线程;虽然只有一个。

内部的阻塞队列;虽然长度只有1。

再次结合图来看:

线程池中你不容错过的一些细节

所以之前提到的【没有生产者往里边丢任务】是指右图放大后的那一块,也就是内部队列并没有其他线程往里边丢任务执行 execute() 方法。

而一旦发生未捕获的异常后,Worker1 被回收,顺带的它所调度的线程 task1(这个task1 也就是在执行一个 while 循环消费左图中的那个队列) 也会被回收掉。

新创建的 Worker2 会取代 Worker1 继续执行 while 循环从内部队列里获取任务,但此时这个队列就一直会是空的,所以也就是处于 Waiting 状态。

我觉得这波解释应该还是讲清楚了,欢迎还没搞明白的朋友留言讨论。

为什是 run() 而不是 start()

问题搞清楚后来想想为什么线程池在调度的时候执行的是 Runnable 的 run() 方法,而不是 start() 方法呢?

我相信大部分没有看过源码的同学心中第一个印象就应该是执行的 start() 方法;

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