一文教你安全的关闭线程池

上篇文章 ShutdownHook- Java 优雅停机解决方案 提到应用停机时需要释放资源，关闭连接。对于一些定时任务或者网络请求服务将会使用线程池，当应用停机时需要正确安全的关闭线程池，如果处理不当，可能造成数据丢失，业务请求结果不正确等问题。

关闭线程池我们可以选择什么都不做，JVM 关闭时自然的会清除线程池对象。当然这么做，存在很大的弊端，线程池中正在执行执行的线程以及队列中还未执行任务将会变得极不可控。所以我们需要想办法控制到这些未执行的任务以及正在执行的线程。

线程池 API 提供两个主动关闭的方法

ThreadPoolExecutor#shutdownNow

ThreadPoolExecutor#shutdown

线程池的状态

在说线程池关闭方法之前，我们先了解线程池状态。

线程池状态关系图如下：

从上图我们看到线程池总共存在 5 种状态，分别为：

• RUNNING：线程池创建之后的初始状态，这种状态下可以执行任务。
• SHUTDOWN:该状态下线程池不再接受新任务，但是会将工作队列中的任务执行结束。
• STOP: 该状态下线程池不再接受新任务，但是不会处理工作队列中的任务，并且将会中断线程。
• TIDYING：该状态下所有任务都已终止，将会执行

  terminated()

  钩子方法。
• TERMINATED：执行完

  terminated()

  钩子方法之后。

当我们执行

ThreadPoolExecutor#shutdown

ThreadPoolExecutor#shutdownNow

ThreadPoolExecutor#shutdownNow

ThreadPoolExecutor#shutdown

上面我们知道线程池状态，这里先说说

shutdown

shutdown

shutdown

public void shutdown() {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
// 检查权限
checkShutdownAccess();
// 设置线程池状态
advanceRunState(SHUTDOWN);
// 中断空闲线程
interruptIdleWorkers();
// 钩子函数，主要用于清理一些资源
onShutdown();
} finally {
mainLock.unlock();
}
tryTerminate();
}

shutdown

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy

RejectedExecutionException

interruptIdleWorkers

线程池构造参数需要指定 coreSize（核心线程池数量），maximumPoolSize（最大的线程池数量），keepAliveTime（多余空闲线程等待时间），unit（时间单位），workQueue（阻塞队列）。

当调用线程池的

execute

1. 如果此时线程池中线程数量小于 coreSize，将会新建线程执行提交的任务。
2. 如果此时线程池线程数量已经大于 coreSize，将会直接把任务加入到队列中。线程将会从工作队列中获取任务执行。
3. 如果工作队列已满，将会继续新建线程。
4. 如果工作队列已满，且线程数等于 maximumPoolSize，此时将会使用拒绝策略拒绝任务。
5. 超过 coreSize 数量那部分线程，如果空闲了 keepAliveTime ，线程将会终止。

工作流程图如下：

当线程池处于第二步时，线程将会使用

workQueue#take

workQueue#take

ThreadPoolExecutor#shutdownNow

ThreadPoolExecutor#shutdownNow

public List<Runnable> shutdownNow() {
List<Runnable> tasks;
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
// 检查状态
checkShutdownAccess();
// 将线程池状态变为 STOP
advanceRunState(STOP);
// 中断所有线程，包括工作线程以及空闲线程
interruptWorkers();
// 丢弃工作队列中存量任务
tasks = drainQueue();
} finally {
mainLock.unlock();
}
tryTerminate();
return tasks;
}

shutdownNow

对比

shutdown

shutdownNow

thread#interrupt

Thread.interrupted()

InterruptedException

InterruptedException

awaitTermination

线程池

shutdown

shutdownNow

awaitTermination

调用方法如下：

threadPool.shutdown();
try {
while (!threadPool.awaitTermination(60,TimeUnit.SECONDS)){
System.out.println("线程池任务还未执行结束");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

如果线程池任务执行结束，

awaitTermination

true

false

如果需要使用这种进制，建议在上面的基础上增加一定重试次数。这个真的很重要！！！

优雅关闭线程池

回顾上面线程池状态关系图，我们可以知道处于 SHUTDOWN 的状态下的线程池依旧可以调用

shutdownNow

shutdown

shutdownNow

awaitTermination

threadPool.shutdown(); // Disable new tasks from being submitted
// 设定最大重试次数
try {
// 等待 60 s
if (!threadPool.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
// 调用 shutdownNow 取消正在执行的任务
threadPool.shutdownNow();
// 再次等待 60 s，如果还未结束，可以再次尝试，或则直接放弃
if (!threadPool.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS))
System.err.println("线程池任务未正常执行结束");
}
} catch (InterruptedException ie) {
// 重新调用 shutdownNow
threadPool.shutdownNow();
}

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