前面幾篇文章分析了線程的主要實現(xiàn),今天來整體總結(jié)以下他們。
總覽圖
直接上總結(jié)的總覽圖,如下圖:
如果看過前幾篇文章應該基本能夠看懂這張總結(jié)圖,可能在單獨的一篇文章里弄懂了一個知識點,但是沒有一個總體的概念,所以最后有了這種總結(jié)圖。前面幾篇文章主要講的就是上圖中AbstractExecutorService、ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor這三個類的主要功能,因為它們是線程池真正的實現(xiàn)者。
兩個接口
接下來詳細解釋下上圖出現(xiàn)的類和接口,首先是最頂層的接口Executor,它只定義了一個方法execute(Runnable command),相當于定義了一個框架,它能夠執(zhí)行一個任務。Executor就像是定義了一個框架,并確定了這個框架能夠提供的功能。
第二個是ExecutorService接口,它繼承Executor。主要擴展了關(guān)閉線程管理的一些功能,比如shutdown方法用來關(guān)閉線程池的任務,isTerminated方法來判斷線程池的任務是否結(jié)束。
ExecutorService還提供了最重要的方法submit,它支持了有返回結(jié)果的任務提交,也引入了實現(xiàn)這個功能最關(guān)鍵的接口Callable、Future;
Executor、ExecutorService都是接口,只是定義了提交任務、關(guān)閉任務等方法,相當于只是申明了線程池支持這些功能。
AbstractExecutorService
AbstractExecutorService是線程池系列第三個類,它是抽象類并繼承ExecutorService接口。它主要是實現(xiàn)了ExecutorService接口的submit系列方法。
實現(xiàn)submit方法主要依靠RunnableFuture接口和它的實現(xiàn)類FutureTask。RunnableFuture繼承Runnable和Future接口,而它的實現(xiàn)FutureTask的一個屬性callable是Callable類型。
FutureTask實現(xiàn)了Runnable的run方法,run方法調(diào)用的是callable的call方法保存執(zhí)行結(jié)果。同時也實現(xiàn)Future的get方法獲取結(jié)果,如果任務還沒有執(zhí)行則阻塞線程。
所以submit方法實現(xiàn)的主要過程是提交的任務Callable封裝成FutureTask,并把FutureTask當作Runnable丟給execute方法去異步執(zhí)行,然后把FutureTask當作Future作為submit返回值。
但是AbstractExecutorService并沒有實現(xiàn)execute方法,所以它是一個抽象類,在等待有緣人來實現(xiàn)execute,實現(xiàn)線程池的最后一步。
實現(xiàn)正真的實現(xiàn)者ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor是Executor框架的正真實現(xiàn)者。它實現(xiàn)了execute方法,execute正真的實現(xiàn),以下三個關(guān)鍵點:
HashSet<Worker> workers;//Worker集合,線程池
BlockingQueue<Runnable> workQueue;//阻塞隊列,要執(zhí)行的任務
final void runWorker(Worker w);//Worker調(diào)用這個方法,可以從阻塞隊列中獲取任務來執(zhí)行。
這里有一個關(guān)鍵類Worker,關(guān)鍵源碼如下:
線程池execute方法會先根據(jù)現(xiàn)在Worker的數(shù)量判斷是創(chuàng)建一個Worker對象還是把任務直接放到隊列中,如果新建了Worker,則在最后會調(diào)用Worker的thread的start方法,start方法會異步執(zhí)行,execute方法就完成了。
start會執(zhí)行thread的run方法也就會執(zhí)行Worker的run方法,所以最終會執(zhí)行線程池的runWorker方法,runWorker會優(yōu)先執(zhí)行Worker中保存的任務,如果為null則會從隊列中獲取任務再次執(zhí)行,獲取不到就阻塞。這里是一個死循環(huán),能拿到任務就執(zhí)行,執(zhí)行完就再去拿,拿不到就先阻塞。
延遲隊列
ScheduledExecutorService繼承AbstractExecutorService,它申明了幾個schedule開頭的方法。
而ScheduledThreadPoolExecutor是ScheduledExecutorService的具體實現(xiàn),通過延遲隊列與線程池實現(xiàn)了定期執(zhí)行任務的功能。
總結(jié)
線程池一直覺得是很復雜的功能,但是分析了它主要的方法的實現(xiàn)后就會發(fā)現(xiàn)還是比較簡單的,不過它的實現(xiàn)方式仍然是非常經(jīng)典巧妙的。
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