java线程池的关闭

川长思鸟来 2024-03-31 08:29 80阅读 0赞

线程池是一个重要的资源，关闭线程池有两种方式：手动和自动。接下来我们一一讲解。

### 手动关闭 ###

线程池有两个方法 shutdown()/shutdownNow()用来关闭，二者的区别：

*  shutdown() 执行后停止接受新任务，会把队列的任务执行完毕。
 *  shutdownNow() 也是停止接受新任务，但会中断所有的任务，将线程池状态变为 stop。

两个方法都会中断线程，用户可自行判断是否需要响应中断。通常，我们可以设置一个shutdownHook来关闭线程池：

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
        try {
            executorService.shutdown();
            while(!executorService.awaitTermination(10,TimeUnit.SECONDS)) {}
        } catch(Exception e) {
    
        }
    }));

### 自动关闭 ###

首先要了解线程池在什么情况下会自动关闭。ThreadPoolExecutor 类（最常用的线程池实现类）的源码注释中有这么一句话：A pool that is no longer referenced in a program and has no remaining threads will be shutdown automatically.没有引用指向且没有剩余线程的线程池将会自动关闭。

那么什么情况下线程池中会没有剩余线程呢？先来看一下 ThreadPoolExecutor 参数最全的构造方法：

/**
     * @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
     *           if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
     *        核心线程数：即使是空闲状态也可以在线程池存活的线程数量，除非           
     *        allowCoreThreadTimeOut 设置为 true。
     * @param keepAliveTime when the number of threads is greater than
     *        the core, this is the maximum time that excess idle threads
     *        will wait for new tasks before terminating.
     *         存活时间：对于超出核心线程数的线程，空闲时间一旦达到存活时间，就会被销毁。
     */
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                               RejectedExecutionHandler handler) { ... ... }

这里只关心与线程存活状态最紧密相关的两个参数：corePoolSize和keepAliveTime。keepAliveTime参数指定了非核心线程的存活时间，非核心线程的空闲时间一旦达到这个值，就会被销毁，而核心线程则会继续存活，只要有线程存活，线程池也就不会自动关闭。聪明的你一定会想到，如果把corePoolSize设置为0，再给keepAliveTime指定一个值的话，那么线程池在空闲一段时间之后，不就可以自动关闭了吗？没错，这就是线程池自动关闭的第一种情况。

#### 1、自动关闭线程池：核心线程数为 0 并指定线程存活时间 ####

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(0, 5,
                    30L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(15));
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        executor.execute(() -> {
            // 简单地打印当前线程名称
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        });
    }

执行上述代码，当线程打印结束后等待30s，程序退出（代表了线程池自动关闭了）。其实Executors.newCachedThrteadPool()创建的线程池，coreP00lSize=0且keepAliveTime=60s，所以也可以自动关闭。其源码如下：

public class Executors {
        ... ...
        public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
                return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                              60L, TimeUnit.SECONDS,
                                              new SynchronousQueue<Runnable>());
        }
        ... ...
    }

如果将上面示例的代码corePoolSize改成大于0的数，当线程打印结束后程序一直不会退出。

#### 2、自动关闭线程池：通过 allowCoreThreadTimeOut 控制核心线程存活时间 ####

将核心线程数设置为0虽然可以实现线程池的自动关闭，但也存在一些弊端，根据线程池工作原理，当corePoolSize=0时新到来的任务会永远优先被放入任务队列，然后等待被处理，这显然会影响程序的执行效率。

那你可能要问了，有没有方法来关闭核心线程呢？答案是肯定的，从 JDK 1.6 开始，ThreadPoolExecutor 类新增了一个allowCoreThreadTimeOut字段，这个字段值默认为false，可使用allowCoreThreadTimeOut()方法对其进行设置，如果设置为 true，那么核心线程数也将受keepAliveTime控制，此方法源码如下：

public void allowCoreThreadTimeOut(boolean value) {
        // 核心线程存活时间必须大于0，一旦开启，keepAliveTime 也必须大于0
        if (value && keepAliveTime <= 0)
            throw new IllegalArgumentException("Core threads must have nonzero keep alive times");
        // 将 allowCoreThreadTimeOut 值设为传入的参数值
        if (value != allowCoreThreadTimeOut) {
            allowCoreThreadTimeOut = value;
            // 开启后，清理所有的超时空闲线程，包括核心线程
            if (value)
                interruptIdleWorkers();
        }
    }

接下来，把上面例子修改一下，运行：

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1, 5,
                    30L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(15));
    executor.allowCoreThreadTimeOut(true);
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
                executor.execute(() -> {
                   // 简单地打印当前线程名称
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                });
    }

虽然corePoolSize>0，通过设置allowCoreThreadTimeOut=true，当线程打印结束后等待30s，程序正常退出（说明线程池自动关闭了）

#### 3、自动关闭线程池：线程池中的线程设置为守护线程 ####

ThreadPoolExecutor executor2 = new ThreadPoolExecutor(1, 5, 30, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<Runnable>(150),
                new ThreadFactory() { 
                    public Thread newThread(Runnable r) {
                        Thread thread = new Thread(r, r.hashCode()+"");
                        thread.setDaemon(true);//设置成守护线程
                        return thread;
                    }
                }
    );
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
                executor2.execute(() -> {
                   // 简单地打印当前线程名称
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                });
    }

####  ####

虽然corePoolSize>0，而且没有设置allowCoreThreadTimeOut，但是在创建线程池时通过ThreadFactory指定了线程为守护线程。当线程打印结束后，无需等待程序正常退出（说明线程池自动关闭了）。当然，这里是在main函数中执行，不存在其他非守护线程哈。

[如何优雅的使用和理解线程池 | crossoverJie's Blog][_ crossoverJie_s Blog]

[java - Java 线程池会自动关闭吗？\_个人文章 - SegmentFault 思否][java - Java _ - SegmentFault]

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[_ crossoverJie_s Blog]: https://crossoverjie.top/2018/07/29/java-senior/ThreadPool/
[java - Java _ - SegmentFault]: https://segmentfault.com/a/1190000021225019