前瞻回顾大家好，我是小张，我们在上一篇面试官：说说线程池（下），通过通用API的以线程池为切入点，分析了execute方法的源码，其中了解了DougLea老师将一个变量拆分为两个变量的操作，无锁开发（CAS），如何控制状态线程池并发等，最后通过源码阅读。每个人都带来了我认为是高效阅读源代码的方法论。如果您还没有阅读上一篇文章，请先阅读上一篇文章。本文将重点介绍以下API的源码阅读。processWorkerExitshutdownshutdownNowawaitTerminationworker线程退出我们继续上一篇worker的runWorker()的worker线程。让我们从工作线程的结尾开始。接下来我会简化代码中的其他流程，只展示核心代码。finalvoidrunWorker(Workerw){booleancompletedAbruptly=true;try{while(task!=null||(task=getTask())!=null){try{beforeExecute(wt,task);Throwable抛出=null;尝试{task.run();}catch(RuntimeExceptionx){抛出=x;扔x;}赶上（错误x）{抛出=x；扔x;}catch(Throwablex){抛出=x;抛出新错误（x）；}最后{afterExecute（任务，抛出）；}}最后{task=null;w.completedTasks++;w.解锁（）；}}completedAbruptly=false;}最后{processWorkerExit(w,completedAbrup时间）；}}在上一篇文章中，我们分析了只有当getTask()方法返回null时，while循环才会结束，进入processWorkerExit()方法，其中getTask()会随着线程池状态的变化（变成non-Running)，或者当fetch任务超时，当前工作线程数大于核心线程数时，返回null。那么合理的processWorkerExit方法就是执行工作线程的清理工作。下面将通过源码向大家展示如何清理工作线程。privatevoidprocessWorkerExit(Workerw,booleancompletedAbruptly){//如果异常结束，则工作线程数为-1if(completedAbruptly)decrementWorkerCount();//获取锁，主要用于操作worker线程集合finalReentrantLockmainLock=this.mainLock;主锁.lock();try{//汇总工作线程完成的任务数completedTaskCount+=w.completedTasks;//从worker集合中删除worker.remove(w);}最后{mainLock.unlock();}//因为线程池的状态不知道什么时候会被修改，所以需要尝试结束线程池tryTerminate();intc=ctl.get();//当处于Running或SHUTDOWN状态时if(runStateLessThan(c,STOP)){//如果不是异常中断，则计算最小存活工作线程数if(!completedAbruptly){//如果允许核心线程超时，最小值为0，否则为核心线程数intmin=allowCoreThreadTimeOut?0:核心池大小；//当最小值为0时，当任务队列中还有任务时，至少需要一个线程来处理if(min==0&&!workQueue.isEmpty())最小值=1；//判断当前工作线程数是否小于最小值，如果小于则直接返回if(workerCountOf(c)>=min)return;//不需要替换}//如果异常中断或者当前工作线程数小于最小值，需要重新添加工作线程addWorker(null,false);通过上面的分析，我们可以推断出worker线程清理过程是先清理worker集合，然后执行结束线程池的尝试，然后如果线程池状态是Running或者SHUTDOWN，就会计算最小工作线程数min，以确保始终有min个当前工作线程存活。有的朋友可能会疑惑为什么要尝试结束线程池。其实原因很简单。线程池什么时候结束对程序来说非常重要。未知，所以需要在每个线程经过的地方判断状态是否发生变化。关闭线程池在实际场景中，关闭线程池有两种方式，一种是调用shutdown，另一种是调用shutdownNow。两者的区别是前者线程池可以继续处理线程池中的任务，后者会中断所有任务，返回未执行的任务。下面我就用一个对比的方式，让大家更清楚的读懂其中的区别。通过上图中的红框，首先，两者要改变的状态是不一样的，一个是变成SHUTDOWN，一个是变成STOP状态。第二个中断空闲线程，另一个中断所有线程。如果这里有不了解线程池现状的小伙伴，请到上一篇文章阅读。那么线程池是怎么改的，工作线程是怎么中断的，看了下面的源码就会豁然开朗。advanceRunState//提前线程池状态privatevoidadvanceRunState(inttargetState){for(;;){intc=ctl.get();if(//如果当前状态大于或等于目标状态则breakrunStateAtLeast(c,targetState)||//如果当前状态小于目标状态，使用CAS尝试修改它。如果修改成功，breakctl.compareAndSet(c,ctlOf(targetState,workerCountOf(c))))break;在中等并发期间，线程池的状态可能随时发生变化。所以需要死循环，通过CAS修改线程池的状态，保证原子性。interruptIdleWorkersprivatevoidinterruptIdleWorkers(){interruptIdleWorkers(false);}privatevoidinterruptIdleWorkers(booleanonlyOne){//我们需要操作worker集合，所以锁定最后的ReentrantLockmainLock=this.mainLock;主锁.lock();try{//遍历Worker集合for(Workerw:workers){Threadt=w.thread;if(//线程未中断！t.isInterrupted()//尝试获取worker的锁，判断worker是否空闲&&w.tryLock()){try{//空闲worker，直接使用中断t.打断（）;}catch(SecurityExceptionignore){}finally{//释放worker的锁w.unlock();}}//如果只有一个被打断，直接breakif(onlyOne)break;}}finally{//释放操作worker集合的锁mainLock.unlock();看完了，这个方法不难读，但是在worker空闲的地方，通过tryLock方法来判断worker是否空闲。小伙伴们可能会疑惑为什么tryLock成功是空闲的工作线程呢？这里我们需要结合runWorker()方法来看上图，会发现worker线程池要么在等待①返回task任务，要么等待③执行任务。我们会发现任务返回时会进入②。这里对AQS不熟悉的朋友可以把②看做是工作线程被占用的标志。任务执行完毕后会调用④方法，标记并释放工作线程。所以我们可以知道，只要尝试占用成功的就是还没有拿到task任务的工作线程，换句话说，这些线程就是空闲线程。按照interruptWorkers的字面意思，这个方法的作用是中断所有的worker线程池，不管任务是否正在执行。privatevoidinterruptWorkers(){//获取占用worker集合的锁finalReentrantLockmainLock=this.mainLock;主锁.lock();try{//遍历worker集合for(Workerw:workers)//直接中断w.interruptIfStarted();}finally{//释放锁mainLock.unlock();}}voidinterruptIfStarted(){线程t;if(//0表示未被占用，1表示被占用getState()>=0&&//线程不会为空，不会被标记为中断，则调用线程的中断(t=thread)!=null&&!t.isInterrupted()){try{//线程中断t.interrupt();}catch(SecurityExceptionignore){}}}我们会发现，在中断所有线程和中断空闲线程的方法中，唯一的区别是该方法使用了大于等于0的getState()来判断线程状态。那么为什么大于等于0呢？让我们回到worker中的lock和unlock方法。publicvoidlock(){获取(1);}publicbooleantryLock(){返回tryAcquire(1);}publicvoidunlock(){释放(1);}Worker(RunnablefirstTask){setState(-1);.firstTask=firstTask;this.thread=getThreadFactory().newThread(this);}熟悉AQS的朋友肯定会明白，调用lock方法会把状态变成1，unlock方法会把状态变成0。再回到worker类的构造函数，我们会发现，第一个是首先将状态设置为-1。这里是不是突然就清楚了？这就解释了为什么使用大于等于0来判断线程状态，是为了刚好创建Finishedworker线程不需要中断。tryTerminate我们会发现在shutdown和shutdownNow方法的最后调用了tryTerminate方法，那么这里面做了什么呢？finalvoidtryTerminate(){for(;;){//获取线程池状态intc=ctl.get();//检查是否可以终止if(//StatusisRunningisRunning(c)||//大于或等于TIDYING=TIDYING,TERMINATEDrunStateAtLeast(c,TIDYING)||//处于SHUTDOWN状态和任务队列不为空(runStateOf(c)==SHUTDOWN&&!workQueue.isEmpty()))返回；//①执行到这个描述状态处于SHUTDOWN，任务队列为空，说明线程池可以终止if(workerCountOf(c)!=0){//如果当前工作线程不为0，中断1workerthread，具体为什么是一个，下面会讲interruptIdleWorkers(ONLY_ONE);有解释返回;}//至此，工作线程数为0，状态为SHUTDOWN，任务队列为空finalReentrantLockmainLock=this.mainLock;主锁.lock();try{//尝试CAS将状态更改为TIDYINGif(ctl.compareAndSet(c,ctlOf(TIDYING,0))){try{//hook方法，子类实现terminated();}finally{//hook方法执行成功，状态设置为TERMINATEDctl.set(ctlOf(TERMINATED,0));//唤醒所有等待TERMINATED的线程，下面会有解释termination.signalAll();}返回;}}最后{mainLock.unlock();}//elseretryonfailedCAS}}小伙伴们看完这个方法一定不明白为什么①处的代码判断工作线程不等于0，只打断一个工作线程，而不是打断所有工作线程。我们先总结一下。之所以不打断所有线程是为了有时候至少需要一个线程来执行后面①的代码，也就是要求线程修改线程状态，否则没有线程也会修改状态。听到这个结论，朋友一定是一头雾水。看到这段源码的时候，我也是一头雾水。不知道老哥为什么要这样设计。直到我在IDE中点开方法查看其引用，一切才明了。如上图所示，我们会??发现processWorkerExit()方法中引用了tryTerminate()方法。在前面对runWorker方法的分析中，我们会发现这个方法是在worker线程run的finally块中，也就是所有的worker线程执行完成的时候都会调用这个方法。至此我们知道tryTerminate方法会在w??orker线程结束时执行，但是还是不能解释为什么worker线程数是0而不是1，是不是保证至少有一个worker线程存活并执行？我们的条件是worker线程数等于0，所以一定有地方可以减少，这个方法必须在runWorker方法中。顺着这个思路，我们找到了getTask()方法，我们会发现在①点，当工作队列为空或者状态为STOP、TIDYING、TERMINATED的时候，在SHUTDOWN时，工作线程的数量会是减一。其次，我们会发现在②处工作线程等待获取任务时，会在③处捕获中断异常，然后返回①减少工作线程数，也就是说肯定会有最后一个线程结束。工作线程数减少为0，然后修改线程池的状态为最终状态。一图胜千言，下面我通过流程图向大家展示一下它的内部工作原理。我们把所有的进程串联起来，左右两边是同时运行的，所以这也解释了为什么每次中断一个，工作线程等于0的时候，它还会继续执行。等待线程池结束经过上面的长篇大论，我们终于来到了最后一个方法，也是一个很简单的方法。相信小伙伴们有了上面的基础，再来看这段代码。大女巫。publicbooleanawaitTermination(longtimeout,TimeUnitunit)throwsInterruptedException{longnanos=unit.toNanos(timeout);finalReentrantLockmainLock=this.mainLock;主锁.lock();try{for(;;){//如果当前状态为TERMINATED，则返回trueif(runStateAtLeast(ctl.get(),TERMINATED))returntrue;//超时，返回falseif(nanos<=0)returnfalse;//没有超时，继续等待nanos=终止。等待纳米（纳米）；}}最后{mainLock.unlock();}}很容易理解，状态为TERMINATED直接返回，超时直接返回。如果我在等待，线程状态将变为TERMINATED。需要有人把我从等待中叫醒吗？我们发现在tryTerminate方法成功设置TERMINATED后，所有等待结束的线程都会立即得到通知，所以这是一个字符串。对于看到最后的各位，小张非常感谢，感谢你们坚持看完。其次，你也要感谢你自己，感谢你能坚持看到这里，看完一个线程池核心源码。相信在这个过程中，你也学到了很多知识。在实际业务中，你可能不会写这么复杂的代码，代码中充斥着各种状态，但是老哥的很多思路是值得我们借鉴的。比如我们第一篇写了抽象模板方法，第二篇写了CAS无锁编程，第三篇写了如何中断正在执行的线程等等。
