java怎么拦截某个对象
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2022-09-19
JDK1.8下ThreadPoolExecutor的官方实现
JDK1.8下ThreadPoolExecutor的官方实现
ThreadPoolExecutor
1. 线程池状态
ThreadPoolExecutor 使用 int 的高 3 位来表示线程池状态，低 29 位表示线程数量。其中第一位为符号位。
● 数字上比较，TERMINATED > TIDYING > STOP > SHUTDOWN > RUNNING。因为第一位为符号位，所以RUNNING最小。
● 这些信息存储在一个原子变量 ctl 中，目的是将线程池状态与线程个数合二为一，这样就可以用一次 cas 原子操作进行赋值。即修改ctl。
// c 为旧值， ctlOf 返回结果为新值 ctl.compareAndSet(c, ctlOf(targetState, workerCountOf(c)))); // rs 为高 3 位代表线程池状态， wc 为低 29 位代表线程个数，ctl 是合并它们 private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }
2. 构造方法
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue
corePoolSize 核心线程数目c (最多保留的线程数)maximumPoolSize 最大线程数目mkeepAliveTime 生存时间 - 针对救急线程unit 时间单位 - 针对救急线程workQueue 阻塞队列threadFactory 线程工厂 - 可以为线程创建时起个好名字handler 拒绝策略
1) 工作方式：
线程都是懒惰加载。用到时才创建。
线程池中刚开始没有线程，当一个任务提交给线程池后，线程池会创建一个新线程来执行任务。当线程数达到 corePoolSize 并没有线程空闲，这时再加入任务，新加的任务会被加入workQueue 队列排队，直到有空闲的线程。如果队列选择了有界队列，那么任务超过了队列大小时，会创建 maximumPoolSize - corePoolSize 数目的线程来救急。即救急线程是结合有界队列使用。如果线程到达 maximumPoolSize 仍然有新任务这时会执行拒绝策略。拒绝策略 jdk 提供了 4 种实现，其它著名框架也提供了实现
AbortPolicy 让调用者抛出 RejectedExecutionException 异常，这是默认策略CallerRunsPolicy 让调用者运行任务DiscardPolicy 放弃本次任务DiscardOldestPolicy 放弃队列中最早的任务，本任务取而代之Dubbo 的实现，在抛出 RejectedExecutionException 异常之前会记录日志，并 dump 线程栈信息，方便定位问题Netty 的实现，是创建一个新线程来执行任务ActiveMQ 的实现，带超时等待（60s）尝试放入队列，类似我们之前自定义的拒绝策略PinPoint 的实现，它使用了一个拒绝策略链，会逐一尝试策略链中每种拒绝策略
当高峰过去后，超过corePoolSize 的救急线程如果一段时间没有任务做，需要结束节省资源，这个时间由keepAliveTime 和 unit 来控制。
根据这个构造方法，JDK Executors 类中提供了众多工厂方法来创建各种用途的线程池。
2) newFixedThreadPool
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue
代码演示：
自定义线程工厂：
3) newCachedThreadPool
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue
代码演示
SynchronousQueue
输出
表示只有有线程来拿，才能成功放入。
11:48:15.500 c.TestSynchronousQueue [t1] - putting 111:48:16.500 c.TestSynchronousQueue [t2] - taking 111:48:16.500 c.TestSynchronousQueue [t1] - 1 putted...11:48:16.500 c.TestSynchronousQueue [t1] - putting...211:48:17.502 c.TestSynchronousQueue [t3] - taking 211:48:17.503 c.TestSynchronousQueue [t1] - 2 putted...
评价
整个线程池表现为线程数会根据任务量不断增长，没有上限，当任务执行完毕，空闲 1分后释放线程。 适合任务数比较密集，但每个任务执行时间较短的情况
4) newSingleThreadExecutor
3. 提交任务
// 执行任务
void execute(Runnable command);
// 提交任务 task，用返回值 Future 获得任务执行结果，使用了保护性暂停模式，在两个线程之间接收结果，Future类似于前面讲过的GuardedObject。实现类是FutureTask，用于子主线程中接收线程池中线程返回的结果。T是返回结果的类型。调用future对象的get方法获取结果。
4. 关闭线程池
shutdown
/* 线程池状态变为 SHUTDOWN - 不会接收新任务 - 但已提交任务会执行完 - 此方法不会阻塞调用线程的执行（如主线程调用，不会阻塞主线程的执行。） */ void shutdown();
public void shutdown() { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { checkShutdownAccess();// 修改线程池状态 advanceRunState(SHUTDOWN);// 仅会打断空闲线程 interruptIdleWorkers(); onShutdown(); // 扩展点 ScheduledThreadPoolExecutor } finally { mainLock.unlock(); }// 尝试终结(没有运行的线程可以立刻终结，如果还有运行的线程也不会等) tryTerminate(); }
shutdownNow
/* 线程池状态变为 STOP - 不会接收新任务 - 会将队列中的任务返回 - 并用 interrupt 的方式中断正在执行的任务 */ List
public List
其他方法
// 不在 RUNNING 状态的线程池，此方法就返回 true boolean isShutdown(); // 线程池状态是否是 TERMINATED boolean isTerminated(); // 调用 shutdown 后，由于调用线程并不会等待所有任务运行结束，因此如果它想在线程池 TERMINATED 后做些事情，可以利用此方法等待 boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
ThreadPoolExecutor-停止-演示
1. 只调用pool.shutdown();运行结果：
2. pool.shutdown();之后再往线程池提交一个新的任务：报错，线程池停了以后就无法提交新任务了。
3. 主线程调用shutdown之后再打印“other”，会立刻执行，即不会阻塞主线程的执行。
4. pool.shutdown();之后再执行pool.awaitTermination();，则主线程会等待所有任务都执行完了，才会继续向下执行。会设置最大超时时间。
任务返回结果是Future类型，也可以调用future的get方法，阻塞主线程。
5. pool.shutdownNow(); 正在执行的任务都会被打断，会使用interrupt方法打断，返回值是队列中的任务。
package cn.itcast.n8;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import java.util.List;import java.util.concurrent.*;import static cn.itcast.n2.util.Sleeper.sleep;@Slf4j(topic = "c.TestShutDown")public class TestShutDown { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); Future
5. 任务调度线程池
实现定时执行功能。
定时功能，Timer 的优点在于简单易用，但由于所有任务都是由同一个线程来调度，因此所有任务都是串行执行的，同一时间只能有一个任务在执行，前一个任务的延迟或异常都将会影响到之后的任务。
5.1 使用Timer
public static void main(String[] args) { Timer timer = new Timer(); TimerTask task1 = new TimerTask() { //使用TimerTask作为任务对象，不能用Runnable或者Counable @Override public void run() { log.debug("task 1"); sleep(2); } }; TimerTask task2 = new TimerTask() { @Override public void run() { log.debug("task 2"); } }; // 使用 timer 添加两个任务，希望它们都在 1s 后执行 // 但由于 timer 内只有一个线程来顺序执行队列中的任务，因此『任务1』的延时，影响了『任务2』的执行 timer.schedule(task1, 1000); timer.schedule(task2, 1000); }
输出
20:46:09.444 c.TestTimer [main] - start... 20:46:10.447 c.TestTimer [Timer-0] - task 1 20:46:12.448 c.TestTimer [Timer-0] - task 2
5.2 使用 ScheduledExecutorService 改写
ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(2);// 添加两个任务，希望它们都在 1s 后执行executor.schedule(() -> { System.out.println("任务1，执行时间：" + new Date()); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { }}, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);executor.schedule(() -> { System.out.println("任务2，执行时间：" + new Date());}, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS)
输出
任务1，执行时间：Thu Jan 03 12:45:17 CST 2019 任务2，执行时间：Thu Jan 03 12:45:17 CST 2019
前一个任务的执行不会影响后一个任务的执行。
5.3 scheduleAtFixedRate 例子
以固定速率执行任务。
ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(1); log.debug("start..."); pool.scheduleAtFixedRate(() -> { log.debug("running..."); }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);输出：21:45:43.167 c.TestTimer [main] - start... 21:45:44.215 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running... 21:45:45.215 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running... 21:45:46.215 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running... 21:45:47.215 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...
5.4 scheduleAtFixedRate 例子（任务执行时间超过了间隔时间）
ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(1); log.debug("start..."); pool.scheduleAtFixedRate(() -> { log.debug("running..."); sleep(2); }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS); 输出分析：一开始，延时 1s，接下来，由于任务执行时间 > 间隔时间，间隔被『撑』到了 2s21:44:30.311 c.TestTimer [main] - start... 21:44:31.360 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running... 21:44:33.361 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running... 21:44:35.362 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running... 21:44:37.362 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...
5.5 scheduleWithFixedDelay 例子
ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(1); log.debug("start..."); pool.scheduleWithFixedDelay(()-> { log.debug("running..."); sleep(2); }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS); 输出分析：一开始，初始延时 1s，scheduleWithFixedDelay 的间隔是 上一个任务结束 <-> 延时 <-> 下一个任务开始 所以间隔都是 3s21:40:55.078 c.TestTimer [main] - start... 21:40:56.140 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running... 21:40:59.143 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running... 21:41:02.145 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running... 21:41:05.147 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - running...
评价
整个线程池表现为：线程数固定，任务数多于线程数时，会放入无界队列排队。任务执行完毕，这些线程也不会被释放。用来执行延迟或反复执行的任务。
6. 正确处理执行任务异常
6.1 方法1：主动捉异常
对于普通线程池也一样
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(1); pool.submit(() -> { try { log.debug("task1"); int i = 1 / 0; } catch (Exception e) { log.error("error:", e); } }); 输出21:59:04.558 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - task1 21:59:04.562 c.TestTimer [pool-1-thread-1] - error: java.lang.ArithmeticException: / by zero at cn.itcast.n8.TestTimer.lambda$main$0(TestTimer.java:28) at java.util.concurrent.Executors$RunnableAdapter.call(Executors.java:511) at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:266) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624) at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
6.2 方法2：使用 Future
处理任务里可能出现的异常。
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(1);
Future
7. Tomcat 线程池
Tomcat 在哪里用到了线程池呢？
LimitLatch 用来限流，可以控制最大连接个数，类似 J.U.C 中的 Semaphore。后面再讲Acceptor 只负责【接收新的 socket 连接】Poller 只负责监听 socket channel 是否有【可读的 I/O 事件】一旦可读，封装一个任务对象（socketProcessor），提交给 Executor 线程池处理Executor 线程池中的工作线程最终负责【处理请求】
Tomcat 线程池扩展了 ThreadPoolExecutor，行为稍有不同
如果总线程数达到 maximumPoolSize
这时不会立刻抛 RejectedExecutionException 异常而是再次尝试将任务放入队列，如果还失败，才抛出 RejectedExecutionException 异常
源码 tomcat-7.0.42
public void execute(Runnable command, long timeout, TimeUnit unit) { submittedCount.incrementAndGet(); try { super.execute(command); } catch (RejectedExecutionException rx) { if (super.getQueue() instanceof TaskQueue) { final TaskQueue queue = (TaskQueue)super.getQueue(); try { if (!queue.force(command, timeout, unit)) { submittedCount.decrementAndGet(); throw new RejectedExecutionException("Queue capacity is full."); } } catch (InterruptedException x) { submittedCount.decrementAndGet(); Thread.interrupted(); throw new RejectedExecutionException(x); } } else { submittedCount.decrementAndGet(); throw rx; } } }
TaskQueue.java
public boolean force(Runnable o, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { if ( parent.isShutdown() ) throw new RejectedExecutionException( "Executor not running, can't force a command into the queue" ); return super.offer(o,timeout,unit); //forces the item onto the queue, to be used if the task is rejected }
Connector 配置
Executor 线程配置
执行流程
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