Java多線程系列--「JUC線程池」04之 線程池原理(三)

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本章介紹線程池的生命週期。在"Java多線程系列--「基礎篇」01之 基本概念"中，咱們介紹過，線程有5種狀態：新建狀態，就緒狀態，運行狀態，阻塞狀態，死亡狀態。線程池也有5種狀態；然而，線程池不一樣於線程，線程池的5種狀態是：Running, SHUTDOWN, STOP, TIDYING, TERMINATED。

線程池狀態定義代碼以下：

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;

private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;
private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;
private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;
private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;
private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }

說明：
ctl是一個AtomicInteger類型的原子對象。ctl記錄了"線程池中的任務數量"和"線程池狀態"2個信息。
ctl共包括32位。其中，高3位表示"線程池狀態"，低29位表示"線程池中的任務數量"。

RUNNING    -- 對應的高3位值是111。
SHUTDOWN   -- 對應的高3位值是000。
STOP       -- 對應的高3位值是001。
TIDYING    -- 對應的高3位值是010。
TERMINATED -- 對應的高3位值是011。

 

線程池各個狀態之間的切換以下圖所示：

1. RUNNING

(01) 狀態說明：線程池處在RUNNING狀態時，可以接收新任務，以及對已添加的任務進行處理。
(02) 狀態切換：線程池的初始化狀態是RUNNING。換句話說，線程池被一旦被建立，就處於RUNNING狀態！
道理很簡單，在ctl的初始化代碼中(以下)，就將它初始化爲RUNNING狀態，而且"任務數量"初始化爲0。

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));

 

2. SHUTDOWN

(01) 狀態說明：線程池處在SHUTDOWN狀態時，不接收新任務，但能處理已添加的任務。
(02) 狀態切換：調用線程池的shutdown()接口時，線程池由RUNNING -> SHUTDOWN。

 

3. STOP

(01) 狀態說明：線程池處在STOP狀態時，不接收新任務，不處理已添加的任務，而且會中斷正在處理的任務。
(02) 狀態切換：調用線程池的shutdownNow()接口時，線程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP。

 

4. TIDYING
(01) 狀態說明：當全部的任務已終止，ctl記錄的"任務數量"爲0，線程池會變爲TIDYING狀態。當線程池變爲TIDYING狀態時，會執行鉤子函數terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor類中是空的，若用戶想在線程池變爲TIDYING時，進行相應的處理；能夠經過重載terminated()函數來實現。
(02) 狀態切換：當線程池在SHUTDOWN狀態下，阻塞隊列爲空而且線程池中執行的任務也爲空時，就會由 SHUTDOWN -> TIDYING。
當線程池在STOP狀態下，線程池中執行的任務爲空時，就會由STOP -> TIDYING。

 

5. TERMINATED(01) 狀態說明：線程池完全終止，就變成TERMINATED狀態。(02) 狀態切換：線程池處在TIDYING狀態時，執行完terminated()以後，就會由 TIDYING -> TERMINATED。