详细介绍java的线程池状态

一、详细介绍java的线程池状态

Java 中的线程池状态是 ThreadPoolExecutor 类内部管理的一个重要概念。线程池的状态决定了线程池的行为，例如是否接受新任务、是否处理队列中的任务、是否中断正在执行的任务等。

线程池的状态通过一个 AtomicInteger 变量（ctl）来表示，该变量同时存储了线程池的状态和线程数量

1、线程池状态的表示

ThreadPoolExecutor 使用一个 32 位的 AtomicInteger 变量（ctl）来同时表示线程池的状态和线程数量

• 高 3 位：表示线程池的状态。

• 低 29 位：表示线程池中的线程数量。

2、线程池的五种状态

线程池的状态包括以下五种：

2.1、RUNNING（运行状态）

• 值：11100000 00000000 00000000 00000000（十进制：-536870912）

• 描述：

  • 线程池处于正常运行状态。

  • 可以接受新任务并处理队列中的任务。

• 触发条件：线程池初始化时默认处于 RUNNING 状态

2.2、SHUTDOWN（关闭状态）

• 值：00000000 00000000 00000000 00000000（十进制：0）

• 描述：

  • 线程池不再接受新任务。

  • 但会继续处理队列中的任务。

• 触发条件：调用 shutdown() 方法。

2.3、STOP（停止状态)

• 值：00100000 00000000 00000000 00000000（十进制：536870912）

• 描述：

  • 线程池不再接受新任务。

  • 不再处理队列中的任务。

  • 会中断正在执行的任务。

• 触发条件：调用 shutdownNow() 方法。

2.4、TIDYING（整理状态）

• 值：01000000 00000000 00000000 00000000（十进制：1073741824）

• 描述：

  • 任务全执行完毕，活动线程为 0 即将进入终结。

  • 即将调用 terminated() 方法。

• 触发条件：

  • 当线程池从 SHUTDOWN 状态变为空（队列为空且线程数量为 0）时。

  • 当线程池从 STOP 状态变为线程数量为 0 时。

2.5、TERMINATED（终止状态）

• 值：01100000 00000000 00000000 00000000（十进制：1610612736）

• 描述：

  • 线程池完全终止。

  • terminated() 方法已执行完毕。

• 触发条件：terminated() 方法执行完成后。

3、线程池状态的转换

线程池的状态转换遵循以下规则：

3.1、RUNNING -> SHUTDOWN：

• 调用 shutdown() 方法。

• 不再接受新任务，但会处理队列中的任务。

3.2、RUNNING/SHUTDOWN -> STOP：

• 调用 shutdownNow() 方法。

• 不再接受新任务，不再处理队列中的任务，并中断正在执行的任务。

3.3、SHUTDOWN -> TIDYING：

• 队列为空且线程数量为 0。

3.4、STOP -> TIDYING：

• 线程数量为 0

3.5、TIDYING -> TERMINATED：

• terminated() 方法执行完毕

4、线程池状态的源码分析

以下是 ThreadPoolExecutor 中与线程池状态相关的源码片段：

4.1 状态常量

4.2 状态判断方法

状态对比：RUNNING < SHUTDOWN < STOP < TIDYING < TERMINATED

private static boolean isRunning(int c) {
    return c < SHUTDOWN;
}

isRunning方法的作用是判断传入的整数 c 是否小于 SHUTDOWN。如果 c 小于 SHUTDOWN，则认为线程池正在运行，返回 true；否则返回 false

private static boolean isStopped(int c) {
    return c >= STOP;
}

isStopped方法的作用是判断传入的整数 c 是否大于或等于 STOP。如果 c 大于或等于 STOP，则认为线程池已经停止，返回 true；否则返回 false

private static boolean isTerminated(int c) {
    return c >= TERMINATED;
}

isTerminated方法的作用是判断传入的整数 c 是否大于或等于 TERMINATED。如果 c 大于或等于 TERMINATED，则认为线程池已经终止，返回 true；否则返回 false

4.3 状态转换方法

5、线程池状态的应用

5.1、判断线程池是否运行中

5.2、关闭线程池

5.3、等待线程池终止