BlockingQueue深刻解析-BlockingQueue看這一篇就夠了

本篇將詳細介紹BlockingQueue,如下是涉及的主要內容:數組

  • BlockingQueue的核心方法
  • 阻塞隊列的成員的概要介紹
  • 詳細介紹DelayQueue、ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue的原理
  • 線程池與BlockingQueue

一、初識阻塞隊列

在新增的Concurrent包中,BlockingQueue很好的解決了多線程中,如何高效安全「傳輸」數據的問題。經過這些高效而且線程安全的隊列類,爲咱們快速搭建高質量的多線程程序帶來極大的便利。本文詳細介紹了BlockingQueue家庭中的全部成員,包括他們各自的功能以及常見使用場景。緩存

BlockingQueue的核心方法:安全

public interface BlockingQueue<E> extends Queue<E> {

    //將給定元素設置到隊列中,若是設置成功返回true, 不然返回false。若是是往限定了長度的隊列中設置值,推薦使用offer()方法。
    boolean add(E e);

    //將給定的元素設置到隊列中,若是設置成功返回true, 不然返回false. e的值不能爲空,不然拋出空指針異常。
    boolean offer(E e);

    //將元素設置到隊列中,若是隊列中沒有多餘的空間,該方法會一直阻塞,直到隊列中有多餘的空間。
    void put(E e) throws InterruptedException;

    //將給定元素在給定的時間內設置到隊列中,若是設置成功返回true, 不然返回false.
    boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

    //從隊列中獲取值,若是隊列中沒有值,線程會一直阻塞,直到隊列中有值,而且該方法取得了該值。
    E take() throws InterruptedException;

    //在給定的時間裏,從隊列中獲取值,時間到了直接調用普通的poll方法,爲null則直接返回null。
    E poll(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

    //獲取隊列中剩餘的空間。
    int remainingCapacity();

    //從隊列中移除指定的值。
    boolean remove(Object o);

    //判斷隊列中是否擁有該值。
    public boolean contains(Object o);

    //將隊列中值,所有移除,併發設置到給定的集合中。
    int drainTo(Collection<? super E> c);

    //指定最多數量限制將隊列中值,所有移除,併發設置到給定的集合中。
    int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements);
}

在深刻以前先了解下下ReentrantLock 和 Condition:
重入鎖ReentrantLock:
ReentrantLock鎖在同一個時間點只能被一個線程鎖持有;而可重入的意思是,ReentrantLock鎖,能夠被單個線程屢次獲取。
ReentrantLock分爲「公平鎖」和「非公平鎖」。它們的區別體如今獲取鎖的機制上是否公平。「鎖」是爲了保護競爭資源,防止多個線程同時操做線程而出錯,ReentrantLock在同一個時間點只能被一個線程獲取(當某線程獲取到「鎖」時,其它線程就必須等待);ReentraantLock是經過一個FIFO的等待隊列來管理獲取該鎖全部線程的。在「公平鎖」的機制下,線程依次排隊獲取鎖;而「非公平鎖」在鎖是可獲取狀態時,無論本身是否是在隊列的開頭都會獲取鎖。
主要方法:網絡

  • lock()得到鎖
  • lockInterruptibly()得到鎖,但優先響應中斷
  • tryLock()嘗試得到鎖,成功返回true,不然false,該方法不等待,當即返回
  • tryLock(long time,TimeUnit unit)在給定時間內嘗試得到鎖
  • unlock()釋放鎖

Condition:await()、signal()方法分別對應以前的Object的wait()和notify()數據結構

  • 和重入鎖一塊兒使用
  • await()是當前線程等待同時釋放鎖
  • awaitUninterruptibly()不會在等待過程當中響應中斷
  • signal()用於喚醒一個在等待的線程,還有對應的singalAll()方法

二、阻塞隊列的成員

隊列 有界性 數據結構
ArrayBlockingQueue bounded(有界) 加鎖 arrayList
LinkedBlockingQueue optionally-bounded 加鎖 linkedList
PriorityBlockingQueue unbounded 加鎖 heap
DelayQueue unbounded 加鎖 heap
SynchronousQueue bounded 加鎖
LinkedTransferQueue unbounded 加鎖 heap
LinkedBlockingDeque unbounded 無鎖 heap

下面分別簡單介紹一下:多線程

  • ArrayBlockingQueue:是一個用數組實現的有界阻塞隊列,此隊列按照先進先出(FIFO)的原則對元素進行排序。支持公平鎖和非公平鎖。【注:每個線程在獲取鎖的時候可能都會排隊等待,若是在等待時間上,先獲取鎖的線程的請求必定先被知足,那麼這個鎖就是公平的。反之,這個鎖就是不公平的。公平的獲取鎖,也就是當前等待時間最長的線程先獲取鎖】併發

  • LinkedBlockingQueue:一個由鏈表結構組成的有界隊列,此隊列的長度爲Integer.MAX_VALUE。此隊列按照先進先出的順序進行排序。
  • PriorityBlockingQueue: 一個支持線程優先級排序的無界隊列,默認天然序進行排序,也能夠自定義實現compareTo()方法來指定元素排序規則,不能保證同優先級元素的順序。
  • DelayQueue: 一個實現PriorityBlockingQueue實現延遲獲取的無界隊列,在建立元素時,能夠指定多久才能從隊列中獲取當前元素。只有延時期滿後才能從隊列中獲取元素。(DelayQueue能夠運用在如下應用場景:1.緩存系統的設計:能夠用DelayQueue保存緩存元素的有效期,使用一個線程循環查詢DelayQueue,一旦能從DelayQueue中獲取元素時,表示緩存有效期到了。2.定時任務調度。使用DelayQueue保存當天將會執行的任務和執行時間,一旦從DelayQueue中獲取到任務就開始執行,從好比TimerQueue就是使用DelayQueue實現的。)
  • SynchronousQueue: 一個不存儲元素的阻塞隊列,每個put操做必須等待take操做,不然不能添加元素。支持公平鎖和非公平鎖。SynchronousQueue的一個使用場景是在線程池裏。Executors.newCachedThreadPool()就使用了SynchronousQueue,這個線程池根據須要(新任務到來時)建立新的線程,若是有空閒線程則會重複使用,線程空閒了60秒後會被回收。
  • LinkedTransferQueue: 一個由鏈表結構組成的無界阻塞隊列,至關於其它隊列,LinkedTransferQueue隊列多了transfer和tryTransfer方法。
  • LinkedBlockingDeque: 一個由鏈表結構組成的雙向阻塞隊列。隊列頭部和尾部均可以添加和移除元素,多線程併發時,能夠將鎖的競爭最多降到一半。函數

接下來重點介紹下:ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue以及DelayQueue優化

三、阻塞隊列原理以及使用

(1)DelayQueue

DelayQueue的泛型參數須要實現Delayed接口,Delayed接口繼承了Comparable接口,DelayQueue內部使用非線程安全的優先隊列(PriorityQueue),並使用Leader/Followers模式,最小化沒必要要的等待時間。DelayQueue不容許包含null元素。this

Leader/Followers模式:

  1. 有若干個線程(通常組成線程池)用來處理大量的事件
  2. 有一個線程做爲領導者,等待事件的發生;其餘的線程做爲追隨者,僅僅是睡眠。
  3. 假若有事件須要處理,領導者會從追隨者中指定一個新的領導者,本身去處理事件。
  4. 喚醒的追隨者做爲新的領導者等待事件的發生。
  5. 處理事件的線程處理完畢之後,就會成爲追隨者的一員,直到被喚醒成爲領導者。
  6. 假如須要處理的事件太多,而線程數量不夠(可以動態建立線程處理另當別論),則有的事件可能會得不處處理。

全部線程會有三種身份中的一種:leader和follower,以及一個幹活中的狀態:proccesser。它的基本原則就是,永遠最多隻有一個leader。而全部follower都在等待成爲leader。線程池啓動時會自動產生一個Leader負責等待網絡IO事件,當有一個事件產生時,Leader線程首先通知一個Follower線程將其提拔爲新的Leader,而後本身就去幹活了,去處理這個網絡事件,處理完畢後加入Follower線程等待隊列,等待下次成爲Leader。這種方法能夠加強CPU高速緩存類似性,及消除動態內存分配和線程間的數據交換。
參數以及構造函數:

// 可重入鎖
    private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    
    // 存儲隊列元素的隊列——優先隊列
    private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();

    //用於優化阻塞通知的線程元素leader,Leader/Followers模式
    private Thread leader = null;

    //用於實現阻塞和通知的Condition對象
    private final Condition available = lock.newCondition();
    
    public DelayQueue() {}
    
    public DelayQueue(Collection<? extends E> c) {
        this.addAll(c);
    }

先看offer()方法:

public boolean offer(E e) {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            q.offer(e);
            // 若是原來隊列爲空,重置leader線程,通知available條件
            if (q.peek() == e) {
                leader = null;
                available.signal();
            }
            return true;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    //由於DelayQueue不限制長度,所以添加元素的時候不會由於隊列已滿產生阻塞,所以帶有超時的offer方法的超時設置是不起做用的
    public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) {
        // 和不帶timeout的offer方法同樣
        return offer(e);
    }

普通的poll()方法:若是延遲時間沒有耗盡的話,直接返回null

public E poll() {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            E first = q.peek();
            if (first == null || first.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) > 0)
                return null;
            else
                return q.poll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

再看看take()方法:

public E take() throws InterruptedException {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            for (;;) {
                // 若是隊列爲空,須要等待available條件被通知
                E first = q.peek();
                if (first == null)
                    available.await();
                else {
                    long delay = first.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
                    // 若是延遲時間已到,直接返回第一個元素
                    if (delay <= 0)
                        return q.poll();
                    // leader線程存在表示有其餘線程在等待,那麼當前線程確定須要等待
                    else if (leader != null)
                        available.await();
                    else {
                        Thread thisThread = Thread.currentThread();
                        leader = thisThread;
                        // 若是沒有leader線程,設置當前線程爲leader線程
                        // 嘗試等待直到延遲時間耗盡(可能提早返回,那麼下次
                        // 循環會繼續處理)
                        try {
                            available.awaitNanos(delay);
                        } finally {
                            // 若是leader線程仍是當前線程,重置它用於下一次循環。
                            // 等待available條件時,鎖可能被其餘線程佔用從而致使
                            // leader線程被改變,因此要檢查
                            if (leader == thisThread)
                                leader = null;
                        }
                    }
                }
            }
        } finally {
            // 若是沒有其餘線程在等待,而且隊列不爲空,通知available條件
            if (leader == null && q.peek() != null)
                available.signal();
            lock.unlock();
        }
    }

最後看看帶有timeout的poll方法:

public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
        long nanos = unit.toNanos(timeout);
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            for (;;) {
                E first = q.peek();
                if (first == null) {
                    if (nanos <= 0)
                        return null;
                    else
                        // 嘗試等待available條件,記錄剩餘的時間
                        nanos = available.awaitNanos(nanos);
                } else {
                    long delay = first.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
                    if (delay <= 0)
                        return q.poll();
                    if (nanos <= 0)
                        return null;
                    // 當leader線程不爲空時(此時delay>=nanos),等待的時間
                    // 彷佛delay更合理,可是nanos也能夠,由於排在當前線程前面的
                    // 其餘線程返回時會喚醒available條件從而返回,
                    if (nanos < delay || leader != null)
                        nanos = available.awaitNanos(nanos);
                    else {
                        Thread thisThread = Thread.currentThread();
                        leader = thisThread;
                        try {
                            long timeLeft = available.awaitNanos(delay);
                            // nanos須要更新
                            nanos -= delay - timeLeft;
                        } finally {
                            if (leader == thisThread)
                                leader = null;
                        }
                    }
                }
            }
        } finally {
            if (leader == null && q.peek() != null)
                available.signal();
            lock.unlock();
        }
    }

(2)ArrayBlockingQueue

參數以及構造函數:

// 存儲隊列元素的數組
    final Object[] items;

    // 拿數據的索引,用於take,poll,peek,remove方法
    int takeIndex;

    // 放數據的索引,用於put,offer,add方法
    int putIndex;

    // 元素個數
    int count;

    // 可重入鎖
    final ReentrantLock lock;
    // notEmpty條件對象,由lock建立
    private final Condition notEmpty;
    // notFull條件對象,由lock建立
    private final Condition notFull;

    public ArrayBlockingQueue(int capacity) {
        this(capacity, false);//默認構造非公平鎖的阻塞隊列 
    }
    public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
        if (capacity <= 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        this.items = new Object[capacity];
        //初始化ReentrantLock重入鎖,出隊入隊擁有這同一個鎖 
        lock = new ReentrantLock(fair);
        //初始化非空等待隊列
        notEmpty = lock.newCondition();
        //初始化非滿等待隊列 
        notFull =  lock.newCondition();
    }
    public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair,
                              Collection<? extends E> c) {
        this(capacity, fair);

        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock(); // Lock only for visibility, not mutual exclusion
        try {
            int i = 0;
            //將集合添加進數組構成的隊列中 
            try {
                for (E e : c) {
                    checkNotNull(e);
                    items[i++] = e;
                }
            } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) {
                throw new IllegalArgumentException();
            }
            count = i;
            putIndex = (i == capacity) ? 0 : i;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

添加的實現原理:

這裏的add方法和offer方法最終調用的是enqueue(E x)方法,其方法內部經過putIndex索引直接將元素添加到數組items中,這裏可能會疑惑的是當putIndex索引大小等於數組長度時,須要將putIndex從新設置爲0,這是由於當前隊列執行元素獲取時老是從隊列頭部獲取,而添加元素從中從隊列尾部獲取因此當隊列索引(從0開始)與數組長度相等時,下次咱們就須要從數組頭部開始添加了,以下圖演示

//入隊操做
    private void enqueue(E x) {
        final Object[] items = this.items;
        //經過putIndex索引對數組進行賦值
        items[putIndex] = x;
        //索引自增,若是已經是最後一個位置,從新設置 putIndex = 0;
        if (++putIndex == items.length)
            putIndex = 0;
        count++;
        notEmpty.signal();
    }

接着看put方法:
put方法是一個阻塞的方法,若是隊列元素已滿,那麼當前線程將會被notFull條件對象掛起加到等待隊列中,直到隊列有空檔纔會喚醒執行添加操做。但若是隊列沒有滿,那麼就直接調用enqueue(e)方法將元素加入到數組隊列中。到此咱們對三個添加方法即put,offer,add都分析完畢,其中offer,add在正常狀況下都是無阻塞的添加,而put方法是阻塞添加。這就是阻塞隊列的添加過程。說白了就是當隊列滿時經過條件對象Condtion來阻塞當前調用put方法的線程,直到線程又再次被喚醒執行。總得來講添加線程的執行存在如下兩種狀況,一是,隊列已滿,那麼新到來的put線程將添加到notFull的條件隊列中等待,二是,有移除線程執行移除操做,移除成功同時喚醒put線程,以下圖所示

public void put(E e) throws InterruptedException {
        checkNotNull(e);
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            //當隊列元素個數與數組長度相等時,沒法添加元素
            while (count == items.length)
                //將當前調用線程掛起,添加到notFull條件隊列中等待喚醒
                notFull.await();
            enqueue(e);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
移除實現原理:

poll方法,該方法獲取並移除此隊列的頭元素,若隊列爲空,則返回 null

public E poll() {
      final ReentrantLock lock = this.lock;
       lock.lock();
       try {
           //判斷隊列是否爲null,不爲null執行dequeue()方法,不然返回null
           return (count == 0) ? null : dequeue();
       } finally {
           lock.unlock();
       }
    }
    //刪除隊列頭元素並返回
    private E dequeue() {
     //拿到當前數組的數據
     final Object[] items = this.items;
      @SuppressWarnings("unchecked")
      //獲取要刪除的對象
      E x = (E) items[takeIndex];
      將數組中takeIndex索引位置設置爲null
      items[takeIndex] = null;
      //takeIndex索引加1並判斷是否與數組長度相等,
      //若是相等說明已到盡頭,恢復爲0
      if (++takeIndex == items.length)
          takeIndex = 0;
      count--;//隊列個數減1
      if (itrs != null)
          itrs.elementDequeued();//同時更新迭代器中的元素數據
      //刪除了元素說明隊列有空位,喚醒notFull條件對象添加線程,執行添加操做
      notFull.signal();
      return x;
    }

接着看remove(Object o)方法

public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) return false;
        //獲取數組數據
        final Object[] items = this.items;
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();//加鎖
        try {
            //若是此時隊列不爲null,這裏是爲了防止併發狀況
            if (count > 0) {
                //獲取下一個要添加元素時的索引
                final int putIndex = this.putIndex;
                //獲取當前要被刪除元素的索引
                int i = takeIndex;
                //執行循環查找要刪除的元素
                do {
                    //找到要刪除的元素
                    if (o.equals(items[i])) {
                        removeAt(i);//執行刪除
                        return true;//刪除成功返回true
                    }
                    //當前刪除索引執行加1後判斷是否與數組長度相等
                    //若爲true,說明索引已到數組盡頭,將i設置爲0
                    if (++i == items.length)
                        i = 0; 
                } while (i != putIndex);//繼承查找
            }
            return false;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    //根據索引刪除元素,其實是把刪除索引以後的元素往前移動一個位置
    void removeAt(final int removeIndex) {

     final Object[] items = this.items;
      //先判斷要刪除的元素是否爲當前隊列頭元素
      if (removeIndex == takeIndex) {
          //若是是直接刪除
          items[takeIndex] = null;
          //當前隊列頭元素加1並判斷是否與數組長度相等,若爲true設置爲0
          if (++takeIndex == items.length)
              takeIndex = 0;
          count--;//隊列元素減1
          if (itrs != null)
              itrs.elementDequeued();//更新迭代器中的數據
      } else {
      //若是要刪除的元素不在隊列頭部,
      //那麼只需循環迭代把刪除元素後面的全部元素往前移動一個位置
          //獲取下一個要被添加的元素的索引,做爲循環判斷結束條件
          final int putIndex = this.putIndex;
          //執行循環
          for (int i = removeIndex;;) {
              //獲取要刪除節點索引的下一個索引
              int next = i + 1;
              //判斷是否已爲數組長度,若是是從數組頭部(索引爲0)開始找
              if (next == items.length)
                  next = 0;
               //若是查找的索引不等於要添加元素的索引,說明元素能夠再移動
              if (next != putIndex) {
                  items[i] = items[next];//把後一個元素前移覆蓋要刪除的元
                  i = next;
              } else {
              //在removeIndex索引以後的元素都往前移動完畢後清空最後一個元素
                  items[i] = null;
                  this.putIndex = i;
                  break;//結束循環
              }
          }
          count--;//隊列元素減1
          if (itrs != null)
              itrs.removedAt(removeIndex);//更新迭代器數據
      }
      notFull.signal();//喚醒添加線程
    }

remove(Object o)方法的刪除過程相對複雜些,由於該方法並非直接從隊列頭部刪除元素。首先線程先獲取鎖,再一步判斷隊列count>0,這點是保證併發狀況下刪除操做安全執行。接着獲取下一個要添加源的索引putIndex以及takeIndex索引 ,做爲後續循環的結束判斷,由於只要putIndex與takeIndex不相等就說明隊列沒有結束。而後經過while循環找到要刪除的元素索引,執行removeAt(i)方法刪除,在removeAt(i)方法中實際上作了兩件事,一是首先判斷隊列頭部元素是否爲刪除元素,若是是直接刪除,並喚醒添加線程,二是若是要刪除的元素並非隊列頭元素,那麼執行循環操做,從要刪除元素的索引removeIndex以後的元素都往前移動一個位置,那麼要刪除的元素就被removeIndex以後的元素替換,從而也就完成了刪除操做。

接着看take()方法
take方法其實很簡單,有就刪除沒有就阻塞,注意這個阻塞是能夠中斷的,若是隊列沒有數據那麼就加入notEmpty條件隊列等待(有數據就直接取走,方法結束),若是有新的put線程添加了數據,那麼put操做將會喚醒take線程,執行take操做。圖示以下

//從隊列頭部刪除,隊列沒有元素就阻塞,可中斷
     public E take() throws InterruptedException {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
          lock.lockInterruptibly();//中斷
          try {
              //若是隊列沒有元素
              while (count == 0)
                  //執行阻塞操做
                  notEmpty.await();
              return dequeue();//若是隊列有元素執行刪除操做
          } finally {
              lock.unlock();
          }
        }

最後看看peek()方法,比較簡單,直接返回當前隊列的頭元素但不刪除任何元素。

public E peek() {
          final ReentrantLock lock = this.lock;
          lock.lock();
          try {
           //直接返回當前隊列的頭元素,但不刪除
              return itemAt(takeIndex); // null when queue is empty
          } finally {
              lock.unlock();
          }
      }

    final E itemAt(int i) {
          return (E) items[i];
      }

(3)LinkedBlockingQueue

參數以及構造函數:

//節點類,用於存儲數據
    static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;

        Node(E x) { item = x; }
    }
    // 容量大小
    private final int capacity;

    // 元素個數,由於有2個鎖,存在競態條件,使用AtomicInteger
    private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    // 頭結點
    private transient Node<E> head;

    // 尾節點
    private transient Node<E> last;

    // 獲取並移除元素時使用的鎖,如take, poll, etc
    private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();

    // notEmpty條件對象,當隊列沒有數據時用於掛起執行刪除的線程
    private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();

    // 添加元素時使用的鎖如 put, offer, etc 
    private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();

    // notFull條件對象,當隊列數據已滿時用於掛起執行添加的線程 
    private final Condition notFull = putLock.newCondition();


    public LinkedBlockingQueue() {
        this(Integer.MAX_VALUE);
    }

    public LinkedBlockingQueue(int capacity) {
        if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
        this.capacity = capacity;
        last = head = new Node<E>(null);
    }

    public LinkedBlockingQueue(Collection<? extends E> c) {
        this(Integer.MAX_VALUE);
        final ReentrantLock putLock = this.putLock;
        putLock.lock(); // Never contended, but necessary for visibility
        try {
            int n = 0;
            for (E e : c) {
                if (e == null)
                    throw new NullPointerException();
                if (n == capacity)
                    throw new IllegalStateException("Queue full");
                enqueue(new Node<E>(e));
                ++n;
            }
            count.set(n);
        } finally {
            putLock.unlock();
        }
    }

四、線程池中的BlockingQueue

首先看下構造函數

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                         int maximumPoolSize,
                         long keepAliveTime,
                         TimeUnit unit,
                         BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                         ThreadFactory threadFactory,
                         RejectedExecutionHandler handler){...}

TimeUnit:時間單位;BlockingQueue:等待的線程存放隊列;keepAliveTime:非核心線程的閒置超時時間,超過這個時間就會被回收;RejectedExecutionHandler:線程池對拒絕任務的處理策略。
自定義線程池:這個構造方法對於隊列是什麼類型比較關鍵。

  • 在使用有界隊列時,如有新的任務須要執行,若是線程池實際線程數小於corePoolSize,則優先建立線程,
  • 若大於corePoolSize,則會將任務加入隊列,
  • 若隊列已滿,則在總線程數不大於maximumPoolSize的前提下,建立新的線程,
  • 若隊列已經滿了且線程數大於maximumPoolSize,則執行拒絕策略。或其餘自定義方式。

接下來看下源碼:

public void execute(Runnable command) {  
          if (command == null) //不能是空任務  
              throw new NullPointerException();  
      //若是尚未達到corePoolSize,則添加新線程來執行任務  
          if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {  
           //若是已經達到corePoolSize,則不斷的向工做隊列中添加任務  
              if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {  
              //線程池已經沒有任務  
                  if (runState != RUNNING || poolSize == 0)   
                      ensureQueuedTaskHandled(command);  
              }  
           //若是線程池不處於運行中或者工做隊列已經滿了,可是當前的線程數量還小於容許最大的maximumPoolSize線程數量,則繼續建立線程來執行任務  
              else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))  
              //已達到最大線程數量,任務隊列也已經滿了,則調用飽和策略執行處理器  
                  reject(command); // is shutdown or saturated  
          }  
  }  
  
  private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) {  
          Thread t = null;  
          final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;  
          mainLock.lock();  
          //更改幾個重要的控制字段須要加鎖  
          try {  
              //池裏線程數量小於核心線程數量,而且還須要是運行時  
              if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING)  
                  t = addThread(firstTask);  
          } finally {  
              mainLock.unlock();  
          }  
          if (t == null)  
              return false;  
          t.start(); //建立後,當即執行該任務  
          return true;  
      }  
  
  private Thread addThread(Runnable firstTask) {  
          Worker w = new Worker(firstTask);  
          Thread t = threadFactory.newThread(w); //委託線程工廠來建立,具備相同的組、優先級、都是非後臺線程  
          if (t != null) {  
              w.thread = t;  
              workers.add(w); //加入到工做者線程集合裏  
              int nt = ++poolSize;  
              if (nt > largestPoolSize)  
                  largestPoolSize = nt;  
          }  
          return t;  
      }
相關文章
相關標籤/搜索