线程池-内部状态

线程池的状态主要为两种类型：

1. 线程池的状态
2. 线程池中线程的数量

这两个数据的存储在设计上有些巧妙，是用一个int类型的两个位段来分别表示；就是这个AtomicInteger类型的变量ctl：

1. 高3位：用于维护线程池运行状态
2. 低29位：用于维护线程池中线程数量（核心线程数，非核心线程数只是数量的临界值，并没有分开存储）

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

    // runState is stored in the high-order bits
    private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;//即高3位为1，低29位为0
    private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;//即高3位为0，低29位为0
    private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;//即高3位为001，低29位为0
    private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;//即高3位为010，低29位为0
    private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;//即高3位为011，低29位为0

    // Packing and unpacking ctl
    private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; //c & 高3位为1，低29位为0的~CAPACITY}
    private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY;//c & 高3位为0，低29位为1的CAPACITY }
    private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }

线程池的状态分类

这些状态均由int型表示，大小关系为 RUNNING<SHUTDOWN<STOP<TIDYING<TERMINATED，这个顺序基本上也是遵循线程池从 运行 到 终止这个过程。

image.png

1、RUNNING

• 状态说明：线程池处在RUNNING状态时，能够接收新任务，以及对已添加的任务进行处理。
• 状态切换：线程池的初始化状态是RUNNING。换句话说，线程池被一旦被创建，就处于RUNNING状态，并且线程池中的任务数为0！

2、 SHUTDOWN

• 状态说明：线程池处在SHUTDOWN状态时，不接收新任务，但能处理已添加的任务。
• 状态切换：调用线程池的shutdown()接口时，线程池由RUNNING -> SHUTDOWN。

3、STOP

• 状态说明：线程池处在STOP状态时，不接收新任务，不处理已添加的任务，并且会中断正在处理的任务。
• 状态切换：调用线程池的shutdownNow()接口时，线程池由(RUNNING or SHUTDOWN ) -> STOP，留意：该方法会返回被丢弃的任务列表。

4、TIDYING

• 状态说明：当所有的任务已终止，ctl记录的”任务数量”（即活动线程数量）为0，线程池会变为TIDYING状态。当线程池变为TIDYING状态时，会执行钩子函数terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空的，若用户想在线程池变为TIDYING时，进行相应的处理；可以通过重载terminated()函数来实现。

• 状态切换：当线程池在SHUTDOWN状态下，阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时，就会由 SHUTDOWN -> TIDYING。
  当线程池在STOP状态下，线程池中执行的任务为空时，并不关心队列中的状况，因为会丢弃队列中的任务；就会由STOP -> TIDYING。

5、 TERMINATED

• 状态说明：线程池彻底终止，就变成TERMINATED状态。
• 状态切换：线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated()之后，就会由 TIDYING -> TERMINATED。

线程池的状态获取

• runStateOf(int c) 方法：获取高3位保存的线程池状态

• workerCountOf(int c)方法：获取低29位的线程数量

状态设置

• ctlOf(int rs, int wc)方法：参数rs表示runState，参数wc表示workerCount，即根据runState和workerCount打包合并成ctl

所以下边代码就初始化了线程池的状态信息：

1. RUNNING状态
2. 线程数为0

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));