Java線程池狀態和狀態切換

• 2021 年 2 月 19 日
• 筆記
• Java 筆記, 多線程高並發

摘要 介紹線程池的五種狀態RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING和TERMINATED，並簡述五種狀態之間的切換。

  在類ThreadPoolExecutor中定義了一個成員變量ctl，是個Integer的原子變量，用來記錄線程池狀態和線程池線程個數，另外定義了五個static final變量表示線程池的各個狀態，部分JDK源碼如下：

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

    // runState is stored in the high-order bits
    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;

由此可見，線程池的狀態有如下五種：RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING、TERMINATED。

1. RUNNING 線程池的初始化狀態是RUNNING，能夠接收新任務，以及對已添加的任務進行處理。
     狀態切換：線程池一旦被創建，就處於RUNNING狀態，並且線程池中的任務數為0！

2. SHUTDOWN 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。
     狀態切換：調用線程池的shutdown()接口時，線程池由RUNNING -> SHUTDOWN。

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

4. TIDYING 當所有的任務已終止，ctl記錄的」任務數量」為0，線程池會變為TIDYING狀態。
     當線程池變為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為TIDYING時，進行相應的處理；可以通過重載terminated()函數來實現。
     狀態切換：當線程池在SHUTDOWN狀態下，阻塞隊列為空並且線程池中執行的任務也為空時，就會由 SHUTDOWN -> TIDYING。

5. TIDYING 當線程池在SHUTDOWN狀態下，阻塞隊列為空並且線程池中執行的任務也為空時，就會由 SHUTDOWN -> TIDYING。
     狀態切換：線程池在STOP狀態下，且執行的任務為空時，就會由STOP -> TIDYING。

6. TERMINATED 線程池徹底終止，就變成TERMINATED狀態。
     狀態切換：線程池處在TIDYING狀態時，執行完terminated()之後，就會由 TIDYING -> TERMINATED。

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