您当前的位置:首页 > 电脑百科 > 程序开发 > 语言 > JAVA

优雅的关闭Java线程池,这样做才是yyds

时间:2023-12-20 13:37:54  来源:微信公众号  作者:互联网架构小马哥

1 背景

某年某月某日,和我的卧龙同事聊一个需求,说是有个数据查询的功能,因为涉及到多个第三方接口调用,想用线程池并行来做。

很正常的一个方案,但是上线后发现,每次服务发布的时候,这个数据查询的功能就会挂掉,后来发现是线程池没有做好关闭,这里总结一下。

关键字:线程池;shutdown;shutdownNow;interrupt

2 线程中断 interrupt

先补一补基础的知识:线程中断。

线程中断的含义,并不是强制把运行中的线程给“咔嚓”中断,而是把线程的中断标志位置为true,这样等线程之后阻塞(wAIt、join、sleep)的时候,就会抛出 InterruptedException,程序通过捕获 InterruptedException 来做一定的善后处理,然后让线程退出。

来看个例子,下面这段代码是起一个线程,打印一百行文本,打印过程中,会把线程的中断标志位置为true

public static void test02() throws InterruptedException {

    Thread t = new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        System.out.println("process i=" + i + ",interrupted:" + Thread.currentThread().isInterrupted());
    }
    });
    t.start();
    Thread.sleep(1);
    t.interrupt();
}

看看控制台的输出,发现在打印到 57 的时候,中断标志位已经成功置为true了,但是线程任然在打印,说明只是设置了中断标志位,而不是直接粗暴的把线程中断。

...

process i=55,interrupted:false

process i=56,interrupted:false

process i=57,interrupted:true

process i=58,interrupted:true

process i=59,interrupted:true

...

再看看这个示例,同样是打印一百行文本,打印过程中会判断中断标志位,如果中断就自行退出。

public static void test02() throws InterruptedException {

    Thread t = new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        if (Thread.interrupted()) {
            System.out.println("线程已中断,退出执行");
            break;
        }
        System.out.println("process i=" + i + ",interrupted:" + Thread.currentThread().isInterrupted());
    }
    });
    t.start();
    Thread.sleep(1);
    t.interrupt();
}

控制台输出如下,:

process i=49,interrupted:false

process i=50,interrupted:false

process i=51,interrupted:false

线程已中断,退出执行

3 线程池的关闭 shutdown 方法

了解完线程中断,再来看看线程池的关闭方法。

关闭线程池有两个方法 shutdown() 和 shutdownNow(),具体有什么区别?我们先来看看 shutdown() 方法

/**
 * Initiates an orderly shutdown in which previously submitted
 * tasks are executed, but no new tasks will be accepted.
 * Invocation has no additional effect if already shut down.
 *
 * <p>This method does not wait for previously submitted tasks to
 * complete execution.  Use {@link #awaitTermination awaitTermination}
 * to do that.
 *
 * @throws SecurityException {@inheritDoc}
 */
public void shutdown() {
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock();
    try {
        checkShutdownAccess();
        advanceRunState(SHUTDOWN); // 1. 把线程池的状态设置为 SHUTDOWN
        interruptIdleWorkers(); // 2. 把空闲的工作线程置为中断
        onShutdown(); // 3. 一个空实现,暂不用关注
    } finally {
        mainLock.unlock();
    }
    tryTerminate();
}

看源码先看注释,我用我英语四级的超高水准水平翻译下:

启动有序关闭会执行以前提交的任务,但不接受任何新任务。

如果已经关闭,则调用不会产生额外的影响。

此方法不等待活动执行的任务终止。如果需要,可使用 awaitTermination() 做到这一点。

3.1 第一步:advanceRunState(SHUTDOWN) 把线程池置为 SHUTDOWN

线程池状态流转如下。调用 shutdown() 方法会把线程池的状态置为 SHUTDOWN,后续再往线程池提交任务就会被拒绝(execute() 方法中做了判断)。

优雅的关闭Java线程池,这样做才是yyds

3.2 第二步:interruptIdleWorkers() 把空闲的工作线程置为中断

interruptIdleWorkers() 方法遍历所有的工作线程,如果 tryLock() 成功,就把线程置为中断。

这里,如果 tryLock() 成功,说明对应的 woker 是一个空闲的,没有在执行任务的线程,如果没成功,说明对应的 worker 正在执行任务。也就是说,这里的中断,对正在执行中的任务并没有影响。

private void interruptIdleWorkers(boolean onlyOne) {
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock();
    try {
        for (Worker w : workers) {
            Thread t = w.thread;
            if (!t.isInterrupted() && w.tryLock()) {
                try {
                    t.interrupt();
                } catch (SecurityException ignore) {
                } finally {
                    w.unlock();
                }
            }
            if (onlyOne)
                break;
        }
    } finally {
        mainLock.unlock();
    }
}

3.3 第三步:onShutdown() 一个空实现,暂不用关注

这个没啥,就是个留空的方法。

优雅的关闭Java线程池,这样做才是yyds

3.4 总结

shutdown() 方法干两件事:

  1. 把线程池状态置为 SHUTDOWN 状态
  2. 中断空闲线程

我们来看个例子,加深下印象。

public static void test01() throws InterruptedException {

    // corePoolSize 是 2,maximumPoolSize 是 2
    ThreadPoolExecutor es = new ThreadPoolExecutor(2, 2,
            60L, TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingQueue<>());
    es.prestartAllCoreThreads(); // 启动所有 worker
    es.execute(new Task()); // Task是一个访问某网站的 HTTP 请求,跑的慢,后面会贴出来完整代码,这里把他当做一个跑的慢的异步任务就行
    es.shutdown();
    es.execute(new Task()); // 在线程池 shutdown() 后 继续添加任务,这里预期是抛出异常
}

这个例子我们主要观察两个现象。

一个是线程池会有两个woker( prestartAllCoreThreads() 方法的调用使得已启动就有两个 worker),其中一个正在执行,一个处于空闲。 所以当调用shutdown() 方法,走进 interruptIdleWorkers() 的时候,只有那个空闲的线程会调用 t.interrupt()。

优雅的关闭Java线程池,这样做才是yyds

第二个是调用 shutdown() 方法后,再调用 execute() 时,会抛出异常,因为线程池的状态已经置为 SHUTDOWN,不再接受新的任务添加进来。

优雅的关闭Java线程池,这样做才是yyds

4 线程池的关闭 shutdownNow 方式

/**
 * Attempts to stop all actively executing tasks, halts the
 * processing of waiting tasks, and returns a list of the tasks
 * that were awaiting execution. These tasks are drained (removed)
 * from the task queue upon return from this method.
 *
 * <p>This method does not wait for actively executing tasks to
 * terminate.  Use {@link #awaitTermination awaitTermination} to
 * do that.
 *
 * <p>There are no guarantees beyond best-effort attempts to stop
 * processing actively executing tasks.  This implementation
 * cancels tasks via {@link Thread#interrupt}, so any task that
 * fails to respond to interrupts may never terminate.
 *
 * @throws SecurityException {@inheritDoc}
 */
public List<Runnable> shutdownNow() {
    List<Runnable> tasks;
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock();
    try {
        checkShutdownAccess();
        advanceRunState(STOP); // 1:把线程池设置为STOP
        interruptWorkers(); // 2.中断工作线程
        tasks = drainQueue(); // 3.把线程池中的任务都 drain 出来
    } finally {
        mainLock.unlock();
    }
    tryTerminate();
    return tasks;
}

注释的意思是:

尝试停止所有正在执行的任务,暂停正在等待的任务的处理,并返回等待执行的任务列表。从该方法返回时,这些任务将从任务队列中清空(移除)。

此方法不等待活动执行的任务终止。如果需要,可使用 awaitTermination() 做到这一点。

除了尽最大努力尝试停止处理主动执行的任务之外,没有其他保证。

此实现通过 Thread.Interrupt() 取消任务,因此任何无法响应中断的任务都可能永远不会终止。

4.1 第一步:advanceRunState() 把线程池设置为STOP

和 shutdown() 方法不同的是,shutdownNow() 方法会把线程池的状态设置为 STOP。

优雅的关闭Java线程池,这样做才是yyds

4.2 第二步:interruptWorkers() 中断工作线程

interruptWorkers() 如下,可以看到,和 shutdown() 方法不同的是,所有的工作线程都调用了 interrupt() 方法

/**
 * Interrupts all threads, even if active. Ignores SecurityExceptions
 * (in which case some threads may remain uninterrupted).
 */
private void interruptWorkers() {
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock();
    try {
        for (Worker w : workers)
            w.interruptIfStarted();
    } finally {
        mainLock.unlock();
    }
}

4.3 第三步:drainQueue() 把线程池中的任务都 drain 出来

drainQueue() 方法如下,把阻塞队列里面等待的任务都拿出来,并返回。关闭线程池的时候,可以基于这个特性,把返回的任务都打印出来,做个记录。

/**
 * Drains the task queue into a new list, normally using
 * drainTo. But if the queue is a DelayQueue or any other kind of
 * queue for which poll or drainTo may fail to remove some
 * elements, it deletes them one by one.
 */
private List<Runnable> drainQueue() {
    BlockingQueue<Runnable> q = workQueue;
    ArrayList<Runnable> taskList = new ArrayList<Runnable>();
    q.drainTo(taskList);
    if (!q.isEmpty()) {
        for (Runnable r : q.toArray(new Runnable[0])) {
            if (q.remove(r))
                taskList.add(r);
        }
    }
    return taskList;
}

4.4 总结

shutdownNow() 方法干三件事:

  1. 把线程池状态置为 STOP 状态
  2. 中断工作线程
  3. 把线程池中的任务都 drain 出来并返回

我们来看个例子,代码合刚才的一样,只是关闭线程用的是shutdownNow()

public static void test01() throws InterruptedException {

    // corePoolSize 是 1,maximumPoolSize 是 1,无限容量
    ThreadPoolExecutor es = new ThreadPoolExecutor(1, 1,
            60L, TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingQueue<>());
    es.prestartAllCoreThreads(); // 启动所有 worker
    es.execute(new Task()); // Task是一个访问某网站的 HTTP 请求,跑的慢,后面会贴出来完整代码,这里把他当做一个跑的慢的异步任务就行
    es.execute(new Task());
    List<Runnable> result = es.shutdownNow();
    System.out.println(result);
    es.execute(new Task()); // 在线程池 shutdownNow() 后 继续添加任务,这里预期是抛出异常
}

这个例子我们主要观察三个现象。 一个是线程池有两个woker,所以当调用shutdownNow() 方法,走进 interruptWorkers() 的时候,所有的 woker 都会调用 t.interrupt()。

优雅的关闭Java线程池,这样做才是yyds

第二个是 shutdownNow() 方法会返回还没来得及执行的task,并打印出来。

第三个是调用 shutdownNow() 方法后,再调用 execute() 时,会抛出异常,因为线程池的状态已经置为 STOP,不再接受新的任务添加

优雅的关闭Java线程池,这样做才是yyds

5 实战,与 JVM 钩子配合

实际工作中,我们一般是使用 shutdown() 方法,因为它比较“温和”,会等待我们把线程池中的任务都执行完,这里也已 shutdown() 方法为例。

我们回到最开头聊到的那个 case,机器重新发布,但是线程池中还有没执行完任务,机器一关,这些任务全部被kill,怎么办呢?有什么机制能够阻塞一下,等待这个任务执行完再关闭吗?

有的,用 JVM 的钩子!(深入了解 JVM 钩子可以再看看这篇博文:扫盲 JVM 安全退出机制:shutdownHook,signalHandler[1]

实例代码如下,一个线程池,提交了三个任务去执行,执行完得半分钟。然后增加一个JVM的钩子,这个钩子可以简单理解为监听器,注册后,JVM在关闭的时候就会调用这个方法,调用完才会正式关闭JVM。

public static void test01() throws InterruptedException {

    ThreadPoolExecutor es = new ThreadPoolExecutor(1, 1,
            60L, TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingQueue<>());

    es.execute(new Task());
    es.execute(new Task());
    es.execute(new Task());


    Thread shutdownHook = new Thread(() -> {
        es.shutdown();
        try {
            es.awaitTermination(3, TimeUnit.MINUTES);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("等待超时,直接关闭");
        }
    });
    Runtime.getRuntime().addShutdownHook(shutdownHook);
}

在机器上执行,会发现,我使用 ctrl + c (注意不是ctrl + z )关闭进程,会发现进程并没有直接关闭,线程池任然执行,一直等到线程池的任务执行完,进程才会正式退出。

优雅的关闭Java线程池,这样做才是yyds

怎么样,是不是很神奇。

本文中涉及的 Task 的源码如下。这个任务是对 stackoverflow 网站发起 10 次请求,用来模拟跑的比较慢的任务,当然这不是重点,可以忽略,有兴趣动手试一下本文代码的同学可以参考下。

public static class Task implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("task start");
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                httpGet();
                System.out.println("task execute " + i);
            }
            System.out.println("task finish");
        }

        private void httpGet() {

            String url = "https://stackoverflow.com/";
            String result = "";
            BufferedReader in = null;
            try {
                String urlName = url;
                URL realUrl = new URL(urlName);
                // 打开和URL之间的连接
                URLConnection conn = realUrl.openConnection();
                // 设置通用的请求属性
                conn.setRequestProperty("accept", "*/*");
                conn.setRequestProperty("connection", "Keep-Alive");
                conn.setRequestProperty("user-agent",
                        "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; windows NT 5.1; SV1)");
                // 建立实际的连接
                conn.connect();
                // 获取所有响应头字段
                Map<String, List<String>> map = conn.getHeaderFields();
//                 遍历所有的响应头字段
//                for (String key : map.keySet()) {
//                    System.out.println(key + "--->" + map.get(key));
//                }
                // 定义BufferedReader输入流来读取URL的响应
                in = new BufferedReader(
                        new InputStreamReader(conn.getInputStream()));
                String line;
                while ((line = in.readLine()) != null) {
                    result += "/n" + line;
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 使用finally块来关闭输入流
            finally {
                try {
                    if (in != null) {
                        in.close();
                    }
                } catch (Exception ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }
            }
//            System.out.print(result);
        }
    }

6 总结

想要优雅的关闭线程池,首先要理解线程中断的含义。

其次,关闭线程池有两种方式:shutdown() 和 shutdownNow(),二者最大的区别是 shutdown() 只是把空闲的 woker 置为中断,不影响正在运行的woker,并且会继续把待执行的任务给处理完。shutdonwNow() 则是把所有的 woker 都置为中断,待执行的任务全部抽出并返回,日常工作中更多是使用 shutdown()。

最后,单纯的使用 shutdown() 也不靠谱,还得使用 awaitTermination() 和 JVM 的钩子,才算优雅的关闭线程池。



Tags:Java   点击:()  评论:()
声明:本站部分内容及图片来自互联网,转载是出于传递更多信息之目的,内容观点仅代表作者本人,不构成投资建议。投资者据此操作,风险自担。如有任何标注错误或版权侵犯请与我们联系,我们将及时更正、删除。
▌相关推荐
17 个你需要知道的 JavaScript 优化技巧
你可能一直在使用JavaScript搞开发,但很多时候你可能对它提供的最新功能并不感冒,尽管这些功能在无需编写额外代码的情况下就可以解决你的问题。作为前端开发人员,我们必须了解...【详细内容】
2024-04-03  Search: Java  点击:(4)  评论:(0)  加入收藏
你不可不知的 15 个 JavaScript 小贴士
在掌握如何编写JavaScript代码之后,那么就进阶到实践&mdash;&mdash;如何真正地解决问题。我们需要更改JS代码使其更简单、更易于阅读,因为这样的程序更易于团队成员之间紧密协...【详细内容】
2024-03-21  Search: Java  点击:(25)  评论:(0)  加入收藏
Oracle正式发布Java 22
Oracle 正式发布 Java 22,这是备受欢迎的编程语言和开发平台推出的全新版本。Java 22 (Oracle JDK 22) 在性能、稳定性和安全性方面进行了数千种改进,包括对Java 语言、其API...【详细内容】
2024-03-21  Search: Java  点击:(10)  评论:(0)  加入收藏
构建一个通用灵活的JavaScript插件系统?看完你也会!
在软件开发中,插件系统为应用程序提供了巨大的灵活性和可扩展性。它们允许开发者在不修改核心代码的情况下扩展和定制应用程序的功能。本文将详细介绍如何构建一个灵活的Java...【详细内容】
2024-03-20  Search: Java  点击:(20)  评论:(0)  加入收藏
Java 8 内存管理原理解析及内存故障排查实践
本文介绍Java8虚拟机的内存区域划分、内存垃圾回收工作原理解析、虚拟机内存分配配置,以及各垃圾收集器优缺点及场景应用、实践内存故障场景排查诊断,方便读者面临内存故障时...【详细内容】
2024-03-20  Search: Java  点击:(14)  评论:(0)  加入收藏
如何编写高性能的Java代码
作者 | 波哥审校 | 重楼在当今软件开发领域,编写高性能的Java代码是至关重要的。Java作为一种流行的编程语言,拥有强大的生态系统和丰富的工具链,但是要写出性能优异的Java代码...【详细内容】
2024-03-20  Search: Java  点击:(19)  评论:(0)  加入收藏
在Java应用程序中释放峰值性能:配置文件引导优化(PGO)概述
译者 | 李睿审校 | 重楼在Java开发领域,优化应用程序的性能是开发人员的持续追求。配置文件引导优化(Profile-Guided Optimization,PGO)是一种功能强大的技术,能够显著地提高Ja...【详细内容】
2024-03-18  Search: Java  点击:(24)  评论:(0)  加入收藏
对JavaScript代码压缩有什么好处?
对JavaScript代码进行压缩主要带来以下好处: 减小文件大小:通过移除代码中的空白符、换行符、注释,以及缩短变量名等方式,可以显著减小JavaScript文件的大小。这有助于减少网页...【详细内容】
2024-03-13  Search: Java  点击:(2)  评论:(0)  加入收藏
跨端轻量JavaScript引擎的实现与探索
一、JavaScript 1.JavaScript语言JavaScript是ECMAScript的实现,由ECMA 39(欧洲计算机制造商协会39号技术委员会)负责制定ECMAScript标准。ECMAScript发展史: 2.JavaScript...【详细内容】
2024-03-12  Search: Java  点击:(2)  评论:(0)  加入收藏
面向AI工程的五大JavaScript工具
令许多人惊讶的是,一向在Web开发领域中大放异彩的JavaScript在开发使用大语言模型(LLM)的应用程序方面同样大有价值。我们在本文中将介绍面向AI工程的五大工具,并为希望将LLM...【详细内容】
2024-02-06  Search: Java  点击:(52)  评论:(0)  加入收藏
▌简易百科推荐
Java 8 内存管理原理解析及内存故障排查实践
本文介绍Java8虚拟机的内存区域划分、内存垃圾回收工作原理解析、虚拟机内存分配配置,以及各垃圾收集器优缺点及场景应用、实践内存故障场景排查诊断,方便读者面临内存故障时...【详细内容】
2024-03-20  vivo互联网技术    Tags:Java 8   点击:(14)  评论:(0)  加入收藏
如何编写高性能的Java代码
作者 | 波哥审校 | 重楼在当今软件开发领域,编写高性能的Java代码是至关重要的。Java作为一种流行的编程语言,拥有强大的生态系统和丰富的工具链,但是要写出性能优异的Java代码...【详细内容】
2024-03-20    51CTO  Tags:Java代码   点击:(19)  评论:(0)  加入收藏
在Java应用程序中释放峰值性能:配置文件引导优化(PGO)概述
译者 | 李睿审校 | 重楼在Java开发领域,优化应用程序的性能是开发人员的持续追求。配置文件引导优化(Profile-Guided Optimization,PGO)是一种功能强大的技术,能够显著地提高Ja...【详细内容】
2024-03-18    51CTO  Tags:Java   点击:(24)  评论:(0)  加入收藏
Java生产环境下性能监控与调优详解
堆是 JVM 内存中最大的一块内存空间,该内存被所有线程共享,几乎所有对象和数组都被分配到了堆内存中。堆被划分为新生代和老年代,新生代又被进一步划分为 Eden 和 Survivor 区,...【详细内容】
2024-02-04  大雷家吃饭    Tags:Java   点击:(55)  评论:(0)  加入收藏
在项目中如何避免和解决Java内存泄漏问题
在Java中,内存泄漏通常指的是程序中存在一些不再使用的对象或数据结构仍然保持对内存的引用,从而导致这些对象无法被垃圾回收器回收,最终导致内存占用不断增加,进而影响程序的性...【详细内容】
2024-02-01  编程技术汇  今日头条  Tags:Java   点击:(68)  评论:(0)  加入收藏
Java中的缓存技术及其使用场景
Java中的缓存技术是一种优化手段,用于提高应用程序的性能和响应速度。缓存技术通过将计算结果或者经常访问的数据存储在快速访问的存储介质中,以便下次需要时可以更快地获取。...【详细内容】
2024-01-30  编程技术汇    Tags:Java   点击:(72)  评论:(0)  加入收藏
JDK17 与 JDK11 特性差异浅谈
从 JDK11 到 JDK17 ,Java 的发展经历了一系列重要的里程碑。其中最重要的是 JDK17 的发布,这是一个长期支持(LTS)版本,它将获得长期的更新和支持,有助于保持程序的稳定性和可靠性...【详细内容】
2024-01-26  政采云技术  51CTO  Tags:JDK17   点击:(88)  评论:(0)  加入收藏
Java并发编程高阶技术
随着计算机硬件的发展,多核处理器的普及和内存容量的增加,利用多线程实现异步并发成为提升程序性能的重要途径。在Java中,多线程的使用能够更好地发挥硬件资源,提高程序的响应...【详细内容】
2024-01-19  大雷家吃饭    Tags:Java   点击:(105)  评论:(0)  加入收藏
这篇文章彻底让你了解Java与RPA
前段时间更新系统的时候,发现多了一个名为Power Automate的应用,打开了解后发现是一个自动化应用,根据其描述,可以自动执行所有日常任务,说的还是比较夸张,简单用了下,对于office、...【详细内容】
2024-01-17  Java技术指北  微信公众号  Tags:Java   点击:(95)  评论:(0)  加入收藏
Java 在 2023 年仍然流行的 25 个原因
译者 | 刘汪洋审校 | 重楼学习 Java 的过程中,我意识到在 90 年代末 OOP 正值鼎盛时期,Java 作为能够真正实现这些概念的语言显得尤为突出(尽管我此前学过 C++,但相比 Java 影响...【详细内容】
2024-01-10  刘汪洋  51CTO  Tags:Java   点击:(74)  评论:(0)  加入收藏
站内最新
站内热门
站内头条