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阻塞队列(BlockingQueue)

阻塞队列(BlockingQueue)

作者: 吉他手_c156 | 来源:发表于2020-06-21 22:46 被阅读0次

    什么是阻塞队列

    阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作是:在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用。阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素

    image.png

    异常:是指当阻塞队列满时候,再往队列里插入元素,会抛出IllegalStateException("Queue full")异常。当队列为空时,从队列里获取元素时会抛出NoSuchElementException异常

    返回特殊值:插入方法会返回是否成功,成功则返回true。移除方法,则是从队列里拿出一个元素,如果没有则返回null
    一直阻塞:当阻塞队列满时,如果生产者线程往队列里put元素,队列会一直阻塞生产者线程,直到拿到数据,或者响应中断退出。当队列空时,消费者线程试图从队列里take元素,队列也会阻塞消费者线程,直到队列可用。
    超时退出:当阻塞队列满时,队列会阻塞生产者线程一段时间,如果超过一定的时间,生产者线程就会退出。

    • 阻塞队列核心内容
      • BlockingQueue的核心方法
      • 阻塞队列的成员的概要介绍
      • 详细介绍DelayQueue、ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue的原理
      • 线程池与BlockingQueue

    初识阻塞队列

    在concurrent包中,BlockingQueue很好的解决了多线程中,如何高效安全“传输”数据的问题。通过这些高效并且线程安全的队列类,为我们快速搭建高质量的多线程程序带来极大的便利

    • BlockingQueue的核心方法:
    public interface BlockingQueue<E> extends Queue<E> {
    
        //将给定元素设置到队列中,如果设置成功返回true, 否则抛出异常。如果是往限定了长度的队列中设置值,推荐使用offer()方法。
        boolean add(E e);
    
        //将给定的元素设置到队列中,如果设置成功返回true, 否则返回false. e的值不能为空,否则抛出空指针异常。
        boolean offer(E e);
    
        //将元素设置到队列中,如果队列中没有多余的空间,该方法会一直阻塞,直到队列中有多余的空间。
        void put(E e) throws InterruptedException;
    
        //将给定元素在给定的时间内设置到队列中,如果设置成功返回true, 否则返回false.
        boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException;
    
        //从队列中获取值,如果队列中没有值,线程会一直阻塞,直到队列中有值,并且该方法取得了该值。
        E take() throws InterruptedException;
    
        //在给定的时间里,从队列中获取值,如果没有取到会抛出异常。
        E poll(long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException;
    
        //获取队列中剩余的空间。
        int remainingCapacity();
    
        //从队列中移除指定的值。
        boolean remove(Object o);
    
        //判断队列中是否拥有该值。
        public boolean contains(Object o);
    
        //将队列中值,全部移除,并发设置到给定的集合中。
        int drainTo(Collection<? super E> c);
    
        //指定最多数量限制将队列中值,全部移除,并发设置到给定的集合中。
        int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements);
    }
    
    了解 ReentrantLock 和 Condition:
    • 重入锁ReentrantLock:
      ReentrantLock锁在同一个时间点只能被一个线程锁持有;而可重入的意思是,ReentrantLock锁,可以被单个线程多次获取。
      ReentrantLock分为“公平锁”和“非公平锁”。它们的区别体现在获取锁的机制上是否公平。“锁”是为了保护竞争资源,防止多个线程同时操作线程而出错,ReentrantLock在同一个时间点只能被一个线程获取(当某线程获取到“锁”时,其它线程就必须等待);ReentraantLock是通过一个FIFO的等待队列来管理获取该锁所有线程的。在“公平锁”的机制下,线程依次排队获取锁;而“非公平锁”在锁是可获取状态时,不管自己是不是在队列的开头都会获取锁。

    • 主要方法:

      • lock()获得锁
      • lockInterruptibly()获得锁,但优先响应中断
      • tryLock()尝试获得锁,成功返回true,否则false,该方法不等待,立即返回
      • tryLock(long time,TimeUnit unit)在给定时间内尝试获得锁
      • unlock()释放锁
    • Condition:await()、signal()方法分别对应之前的Object的wait()和notify()

      • 和重入锁一起使用
      • await()是当前线程等待同时释放锁
      • awaitUninterruptibly()不会在等待过程中响应中断
      • signal()用于唤醒一个在等待的线程,还有对应的singalAll()方法

    阻塞队列的成员

    image.png

    下面分别简单介绍一下:

    • ArrayBlockingQueue:是一个用数组实现的有界阻塞队列,此队列按照先进先出(FIFO)的原则对元素进行排序。支持公平锁和非公平锁。【注:每一个线程在获取锁的时候可能都会排队等待,如果在等待时间上,先获取锁的线程的请求一定先被满足,那么这个锁就是公平的。反之,这个锁就是不公平的。公平的获取锁,也就是当前等待时间最长的线程先获取锁】

    • LinkedBlockingQueue:一个由链表结构组成的有界队列,此队列的长度为Integer.MAX_VALUE。此队列按照先进先出的顺序进行排序。
      PriorityBlockingQueue: 一个支持线程优先级排序的无界队列,默认自然序进行排序,也可以自定义实现compareTo()方法来指定元素排序规则,不能保证同优先级元素的顺序。

    • DelayQueue: 一个实现PriorityBlockingQueue实现延迟获取的无界队列,在创建元素时,可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有延时期满后才能从队列中获取元素。(DelayQueue可以运用在以下应用场景:1.缓存系统的设计:可以用DelayQueue保存缓存元素的有效期,使用一个线程循环查询

    • DelayQueue,一旦能从DelayQueue中获取元素时,表示缓存有效期到了。2.定时任务调度。使用DelayQueue保存当天将会执行的任务和执行时间,一旦从DelayQueue中获取到任务就开始执行,从比如TimerQueue就是使用DelayQueue实现的。)

    • SynchronousQueue: 一个不存储元素的阻塞队列,每一个put操作必须等待take操作,否则不能添加元素。支持公平锁和非公平锁。SynchronousQueue的一个使用场景是在线程池里。Executors.newCachedThreadPool()就使用了SynchronousQueue,这个线程池根据需要(新任务到来时)创建新的线程,如果有空闲线程则会重复使用,线程空闲了60秒后会被回收。

    • LinkedTransferQueue: 一个由链表结构组成的无界阻塞队列,相当于其它队列,LinkedTransferQueue队列多了transfer和tryTransfer方法。

    • LinkedBlockingDeque: 一个由链表结构组成的双向阻塞队列。队列头部和尾部都可以添加和移除元素,多线程并发时,可以将锁的竞争最多降到一半。

    接下来重点介绍下:ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue以及DelayQueue

    阻塞队列原理以及使用

    • DelayQueue
      DelayQueue的泛型参数需要实现Delayed接口,Delayed接口继承了Comparable接口,DelayQueue内部使用非线程安全的优先队列(PriorityQueue),并使用Leader/Followers模式,最小化不必要的等待时间。DelayQueue不允许包含null元素。

      • Leader/Followers模式:
        • 有若干个线程(一般组成线程池)用来处理大量的事件
        • 有一个线程作为领导者,等待事件的发生;其他的线程作为追随者,仅仅是睡眠。
        • 假如有事件需要处理,领导者会从追随者中指定一个新的领导者,自己去处理事件。
        • 唤醒的追随者作为新的领导者等待事件的发生。
        • 处理事件的线程处理完毕以后,就会成为追随者的一员,直到被唤醒成为领导者。
        • 假如需要处理的事件太多,而线程数量不够(能够动态创建线程处理另当别论),则有的事件可能会得不到处理。

    所有线程会有三种身份中的一种:leader和follower,以及一个干活中的状态:proccesser。它的基本原则就是,永远最多只有一个leader。而所有follower都在等待成为leader。线程池启动时会自动产生一个Leader负责等待网络IO事件,当有一个事件产生时,Leader线程首先通知一个Follower线程将其提拔为新的Leader,然后自己就去干活了,去处理这个网络事件,处理完毕后加入Follower线程等待队列,等待下次成为Leader。这种方法可以增强CPU高速缓存相似性,及消除动态内存分配和线程间的数据交换。
    参数以及构造函数:

        // 可重入锁
        private final transient ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
        
        // 存储队列元素的队列——优先队列
        private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();
    
        //用于优化阻塞通知的线程元素leader,Leader/Followers模式
        private Thread leader = null;
    
        //用于实现阻塞和通知的Condition对象
        private final Condition available = lock.newCondition();
        
        public DelayQueue() {}
        
        public DelayQueue(Collection<? extends E> c) {
            this.addAll(c);
        }
    

    先看offer()方法:

        public boolean offer(E e) {
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lock();
            try {
                q.offer(e);
                // 如果原来队列为空,重置leader线程,通知available条件
                if (q.peek() == e) {
                    leader = null;
                    available.signal();
                }
                return true;
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
        //因为DelayQueue不限制长度,因此添加元素的时候不会因为队列已满产生阻塞,因此带有超时的offer方法的超时设置是不起作用的
        public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit) {
            // 和不带timeout的offer方法一样
            return offer(e);
        }
    

    普通的poll()方法:如果延迟时间没有耗尽的话,直接返回null

        public E poll() {
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lock();
            try {
                E first = q.peek();
                if (first == null || first.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) > 0)
                    return null;
                else
                    return q.poll();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    

    再看看take()方法:

        public E take() throws InterruptedException {
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lockInterruptibly();
            try {
                for (;;) {
                    // 如果队列为空,需要等待available条件被通知
                    E first = q.peek();
                    if (first == null)
                        available.await();
                    else {
                        long delay = first.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
                        // 如果延迟时间已到,直接返回第一个元素
                        if (delay <= 0)
                            return q.poll();
                        // leader线程存在表示有其他线程在等待,那么当前线程肯定需要等待
                        else if (leader != null)
                            available.await();
                        else {
                            Thread thisThread = Thread.currentThread();
                            leader = thisThread;
                            // 如果没有leader线程,设置当前线程为leader线程
                            // 尝试等待直到延迟时间耗尽(可能提前返回,那么下次
                            // 循环会继续处理)
                            try {
                                available.awaitNanos(delay);
                            } finally {
                                // 如果leader线程还是当前线程,重置它用于下一次循环。
                                // 等待available条件时,锁可能被其他线程占用从而导致
                                // leader线程被改变,所以要检查
                                if (leader == thisThread)
                                    leader = null;
                            }
                        }
                    }
                }
            } finally {
                // 如果没有其他线程在等待,并且队列不为空,通知available条件
                if (leader == null && q.peek() != null)
                    available.signal();
                lock.unlock();
            }
        }
    

    最后看看带有timeout的poll方法:

        public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
            long nanos = unit.toNanos(timeout);
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lockInterruptibly();
            try {
                for (;;) {
                    E first = q.peek();
                    if (first == null) {
                        if (nanos <= 0)
                            return null;
                        else
                            // 尝试等待available条件,记录剩余的时间
                            nanos = available.awaitNanos(nanos);
                    } else {
                        long delay = first.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
                        if (delay <= 0)
                            return q.poll();
                        if (nanos <= 0)
                            return null;
                        // 当leader线程不为空时(此时delay>=nanos),等待的时间
                        // 似乎delay更合理,但是nanos也可以,因为排在当前线程前面的
                        // 其他线程返回时会唤醒available条件从而返回,
                        if (nanos < delay || leader != null)
                            nanos = available.awaitNanos(nanos);
                        else {
                            Thread thisThread = Thread.currentThread();
                            leader = thisThread;
                            try {
                                long timeLeft = available.awaitNanos(delay);
                                // nanos需要更新
                                nanos -= delay - timeLeft;
                            } finally {
                                if (leader == thisThread)
                                    leader = null;
                            }
                        }
                    }
                }
            } finally {
                if (leader == null && q.peek() != null)
                    available.signal();
                lock.unlock();
            }
        }
    
    • ArrayBlockingQueue
      参数以及构造函数:
        // 存储队列元素的数组
        final Object[] items;
    
        // 拿数据的索引,用于take,poll,peek,remove方法
        int takeIndex;
    
        // 放数据的索引,用于put,offer,add方法
        int putIndex;
    
        // 元素个数
        int count;
    
        // 可重入锁
        final ReentrantLock lock;
        // notEmpty条件对象,由lock创建
        private final Condition notEmpty;
        // notFull条件对象,由lock创建
        private final Condition notFull;
    
        public ArrayBlockingQueue(int capacity) {
            this(capacity, false);//默认构造非公平锁的阻塞队列 
        }
        public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
            if (capacity <= 0)
                throw new IllegalArgumentException();
            this.items = new Object[capacity];
            //初始化ReentrantLock重入锁,出队入队拥有这同一个锁 
            lock = new ReentrantLock(fair);
            //初始化非空等待队列
            notEmpty = lock.newCondition();
            //初始化非满等待队列 
            notFull =  lock.newCondition();
        }
        public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair,
                                  Collection<? extends E> c) {
            this(capacity, fair);
    
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lock(); // Lock only for visibility, not mutual exclusion
            try {
                int i = 0;
                //将集合添加进数组构成的队列中 
                try {
                    for (E e : c) {
                        checkNotNull(e);
                        items[i++] = e;
                    }
                } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) {
                    throw new IllegalArgumentException();
                }
                count = i;
                putIndex = (i == capacity) ? 0 : i;
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
    image.png
    • 添加的实现原理:
      这里的add方法和offer方法最终调用的是enqueue(E x)方法,其方法内部通过putIndex索引直接将元素添加到数组items中,这里可能会疑惑的是当putIndex索引大小等于数组长度时,需要将putIndex重新设置为0,这是因为当前队列执行元素获取时总是从队列头部获取,而添加元素从中从队列尾部获取所以当队列索引(从0开始)与数组长度相等时,下次我们就需要从数组头部开始添加了,如下图演示


      image.png
    //入队操作
        private void enqueue(E x) {
            final Object[] items = this.items;
            //通过putIndex索引对数组进行赋值
            items[putIndex] = x;
            //索引自增,如果已是最后一个位置,重新设置 putIndex = 0;
            if (++putIndex == items.length)
                putIndex = 0;
            count++;
            notEmpty.signal();
        }
    
    • 接着看put方法:
      put方法是一个阻塞的方法,如果队列元素已满,那么当前线程将会被notFull条件对象挂起加到等待队列中,直到队列有空档才会唤醒执行添加操作。但如果队列没有满,那么就直接调用enqueue(e)方法将元素加入到数组队列中。到此我们对三个添加方法即put,offer,add都分析完毕,其中offer,add在正常情况下都是无阻塞的添加,而put方法是阻塞添加。这就是阻塞队列的添加过程。说白了就是当队列满时通过条件对象Condtion来阻塞当前调用put方法的线程,直到线程又再次被唤醒执行。总得来说添加线程的执行存在以下两种情况,一是,队列已满,那么新到来的put线程将添加到notFull的条件队列中等待,二是,有移除线程执行移除操作,移除成功同时唤醒put线程,如下图所示


      image.png
      image.png
        public void put(E e) throws InterruptedException {
            checkNotNull(e);
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lockInterruptibly();
            try {
                //当队列元素个数与数组长度相等时,无法添加元素
                while (count == items.length)
                    //将当前调用线程挂起,添加到notFull条件队列中等待唤醒
                    notFull.await();
                enqueue(e);
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
    • 移除实现原理:
      poll方法,该方法获取并移除此队列的头元素,若队列为空,则返回 null
        public E poll() {
          final ReentrantLock lock = this.lock;
           lock.lock();
           try {
               //判断队列是否为null,不为null执行dequeue()方法,否则返回null
               return (count == 0) ? null : dequeue();
           } finally {
               lock.unlock();
           }
        }
        //删除队列头元素并返回
        private E dequeue() {
         //拿到当前数组的数据
         final Object[] items = this.items;
          @SuppressWarnings("unchecked")
          //获取要删除的对象
          E x = (E) items[takeIndex];
          将数组中takeIndex索引位置设置为null
          items[takeIndex] = null;
          //takeIndex索引加1并判断是否与数组长度相等,
          //如果相等说明已到尽头,恢复为0
          if (++takeIndex == items.length)
              takeIndex = 0;
          count--;//队列个数减1
          if (itrs != null)
              itrs.elementDequeued();//同时更新迭代器中的元素数据
          //删除了元素说明队列有空位,唤醒notFull条件对象添加线程,执行添加操作
          notFull.signal();
          return x;
        }
    
    • 接着看remove(Object o)方法
        public boolean remove(Object o) {
            if (o == null) return false;
            //获取数组数据
            final Object[] items = this.items;
            final ReentrantLock lock = this.lock;
            lock.lock();//加锁
            try {
                //如果此时队列不为null,这里是为了防止并发情况
                if (count > 0) {
                    //获取下一个要添加元素时的索引
                    final int putIndex = this.putIndex;
                    //获取当前要被删除元素的索引
                    int i = takeIndex;
                    //执行循环查找要删除的元素
                    do {
                        //找到要删除的元素
                        if (o.equals(items[i])) {
                            removeAt(i);//执行删除
                            return true;//删除成功返回true
                        }
                        //当前删除索引执行加1后判断是否与数组长度相等
                        //若为true,说明索引已到数组尽头,将i设置为0
                        if (++i == items.length)
                            i = 0; 
                    } while (i != putIndex);//继承查找
                }
                return false;
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    
        //根据索引删除元素,实际上是把删除索引之后的元素往前移动一个位置
        void removeAt(final int removeIndex) {
    
         final Object[] items = this.items;
          //先判断要删除的元素是否为当前队列头元素
          if (removeIndex == takeIndex) {
              //如果是直接删除
              items[takeIndex] = null;
              //当前队列头元素加1并判断是否与数组长度相等,若为true设置为0
              if (++takeIndex == items.length)
                  takeIndex = 0;
              count--;//队列元素减1
              if (itrs != null)
                  itrs.elementDequeued();//更新迭代器中的数据
          } else {
          //如果要删除的元素不在队列头部,
          //那么只需循环迭代把删除元素后面的所有元素往前移动一个位置
              //获取下一个要被添加的元素的索引,作为循环判断结束条件
              final int putIndex = this.putIndex;
              //执行循环
              for (int i = removeIndex;;) {
                  //获取要删除节点索引的下一个索引
                  int next = i + 1;
                  //判断是否已为数组长度,如果是从数组头部(索引为0)开始找
                  if (next == items.length)
                      next = 0;
                   //如果查找的索引不等于要添加元素的索引,说明元素可以再移动
                  if (next != putIndex) {
                      items[i] = items[next];//把后一个元素前移覆盖要删除的元
                      i = next;
                  } else {
                  //在removeIndex索引之后的元素都往前移动完毕后清空最后一个元素
                      items[i] = null;
                      this.putIndex = i;
                      break;//结束循环
                  }
              }
              count--;//队列元素减1
              if (itrs != null)
                  itrs.removedAt(removeIndex);//更新迭代器数据
          }
          notFull.signal();//唤醒添加线程
        }
    

    remove(Object o)方法的删除过程相对复杂些,因为该方法并不是直接从队列头部删除元素。首先线程先获取锁,再一步判断队列count>0,这点是保证并发情况下删除操作安全执行。接着获取下一个要添加源的索引putIndex以及takeIndex索引 ,作为后续循环的结束判断,因为只要putIndex与takeIndex不相等就说明队列没有结束。然后通过while循环找到要删除的元素索引,执行removeAt(i)方法删除,在removeAt(i)方法中实际上做了两件事,一是首先判断队列头部元素是否为删除元素,如果是直接删除,并唤醒添加线程,二是如果要删除的元素并不是队列头元素,那么执行循环操作,从要删除元素的索引removeIndex之后的元素都往前移动一个位置,那么要删除的元素就被removeIndex之后的元素替换,从而也就完成了删除操作。

    接着看take()方法
    take方法其实很简单,有就删除没有就阻塞,注意这个阻塞是可以中断的,如果队列没有数据那么就加入notEmpty条件队列等待(有数据就直接取走,方法结束),如果有新的put线程添加了数据,那么put操作将会唤醒take线程,执行take操作。图示如下


    image.png image.png
        //从队列头部删除,队列没有元素就阻塞,可中断
         public E take() throws InterruptedException {
            final ReentrantLock lock = this.lock;
              lock.lockInterruptibly();//中断
              try {
                  //如果队列没有元素
                  while (count == 0)
                      //执行阻塞操作
                      notEmpty.await();
                  return dequeue();//如果队列有元素执行删除操作
              } finally {
                  lock.unlock();
              }
            }
    

    最后看看peek()方法,比较简单,直接返回当前队列的头元素但不删除任何元素

        public E peek() {
              final ReentrantLock lock = this.lock;
              lock.lock();
              try {
               //直接返回当前队列的头元素,但不删除
                  return itemAt(takeIndex); // null when queue is empty
              } finally {
                  lock.unlock();
              }
          }
    
        final E itemAt(int i) {
              return (E) items[i];
          }
    
    • LinkedBlockingQueue

    • 参数以及构造函数:
        //节点类,用于存储数据
        static class Node<E> {
            E item;
            Node<E> next;
    
            Node(E x) { item = x; }
        }
        // 容量大小
        private final int capacity;
    
        // 元素个数,因为有2个锁,存在竞态条件,使用AtomicInteger
        private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    
        // 头结点
        private transient Node<E> head;
    
        // 尾节点
        private transient Node<E> last;
    
        // 获取并移除元素时使用的锁,如take, poll, etc
        private final ReentrantLock takeLock = new ReentrantLock();
    
        // notEmpty条件对象,当队列没有数据时用于挂起执行删除的线程
        private final Condition notEmpty = takeLock.newCondition();
    
        // 添加元素时使用的锁如 put, offer, etc 
        private final ReentrantLock putLock = new ReentrantLock();
    
        // notFull条件对象,当队列数据已满时用于挂起执行添加的线程 
        private final Condition notFull = putLock.newCondition();
    
    
        public LinkedBlockingQueue() {
            this(Integer.MAX_VALUE);
        }
    
        public LinkedBlockingQueue(int capacity) {
            if (capacity <= 0) throw new IllegalArgumentException();
            this.capacity = capacity;
            last = head = new Node<E>(null);
        }
    
        public LinkedBlockingQueue(Collection<? extends E> c) {
            this(Integer.MAX_VALUE);
            final ReentrantLock putLock = this.putLock;
            putLock.lock(); // Never contended, but necessary for visibility
            try {
                int n = 0;
                for (E e : c) {
                    if (e == null)
                        throw new NullPointerException();
                    if (n == capacity)
                        throw new IllegalStateException("Queue full");
                    enqueue(new Node<E>(e));
                    ++n;
                }
                count.set(n);
            } finally {
                putLock.unlock();
            }
        }
    

    线程池中的BlockingQueue

    • 首先看下构造函数
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                             int maximumPoolSize,
                             long keepAliveTime,
                             TimeUnit unit,
                             BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                             ThreadFactory threadFactory,
                             RejectedExecutionHandler handler){...}
    

    TimeUnit:时间单位;BlockingQueue:等待的线程存放队列;keepAliveTime:非核心线程的闲置超时时间,超过这个时间就会被回收;RejectedExecutionHandler:线程池对拒绝任务的处理策略。
    自定义线程池:这个构造方法对于队列是什么类型比较关键。

    • 在使用有界队列时,若有新的任务需要执行,如果线程池实际线程数小于corePoolSize,则优先创建线程,
    • 若大于corePoolSize,则会将任务加入队列,
    • 若队列已满,则在总线程数不大于maximumPoolSize的前提下,创建新的线程,
    • 若队列已经满了且线程数大于maximumPoolSize,则执行拒绝策略。或其他自定义方式。
      接下来看下源码:
      public void execute(Runnable command) {  
              if (command == null) //不能是空任务  
                  throw new NullPointerException();  
          //如果还没有达到corePoolSize,则添加新线程来执行任务  
              if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {  
               //如果已经达到corePoolSize,则不断的向工作队列中添加任务  
                  if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {  
                  //线程池已经没有任务  
                      if (runState != RUNNING || poolSize == 0)   
                          ensureQueuedTaskHandled(command);  
                  }  
               //如果线程池不处于运行中或者工作队列已经满了,但是当前的线程数量还小于允许最大的maximumPoolSize线程数量,则继续创建线程来执行任务  
                  else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))  
                  //已达到最大线程数量,任务队列也已经满了,则调用饱和策略执行处理器  
                      reject(command); // is shutdown or saturated  
              }  
      }  
      
      private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) {  
              Thread t = null;  
              final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;  
              mainLock.lock();  
              //更改几个重要的控制字段需要加锁  
              try {  
                  //池里线程数量小于核心线程数量,并且还需要是运行时  
                  if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING)  
                      t = addThread(firstTask);  
              } finally {  
                  mainLock.unlock();  
              }  
              if (t == null)  
                  return false;  
              t.start(); //创建后,立即执行该任务  
              return true;  
          }  
      
      private Thread addThread(Runnable firstTask) {  
              Worker w = new Worker(firstTask);  
              Thread t = threadFactory.newThread(w); //委托线程工厂来创建,具有相同的组、优先级、都是非后台线程  
              if (t != null) {  
                  w.thread = t;  
                  workers.add(w); //加入到工作者线程集合里  
                  int nt = ++poolSize;  
                  if (nt > largestPoolSize)  
                      largestPoolSize = nt;  
              }  
              return t;  
          } 
    

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