[Java并发编程实战]管理 Executor 生命周期的几个方法

燕雀安知鸿鹄之志?———《史记·陈涉世家》
意思是燕雀怎么能知道鸿鹄的远大志向，比喻平凡的人哪里知道英雄人物的志向。

前文说了 Exectuor 的具体用法，却没有说到如何停止一个任务的执行。所以，本篇文章就来讲解一下 Executor 的生命周期管理。

首先，看下这个框架生命周期相关的主要方法。

void shutdown();//平缓关闭
List shutdownNow(); //强制关闭
boolean isShutdown(); //是否关闭
boolean isTerminated(); //是否终止
boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException; //timeout时间后是否终止

我们来写例子验证他们作用吧。

创建一个耗时的任务类，模拟下载图片，耗时 5s。后面线程池框架都执行这个任务类。

//创建一个耗时任务类
static class ImageDown implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        try {
            //正在下载图片
            System.out.println("downing image");
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }            
    }
}

只要这个任务被执行，就会打印 log: downing image。

我们先来看看 shutdown, awaitTermination 的用法。下面这段代码，会创建 5 个线程，执行10个任务。每个任务耗时5s。把所有任务提交给 executorservice 后，调用 shutdown 关闭。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ExecutorThreadPollTest {
    //线程个数
    private static final int THREAD_SIZE = 5;

    private static ExecutorService executor;

    public static void main(String[] args) {
        //创建一个线程池
        executor = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_SIZE);

        //提交10个任务
        for(int i = 0; i < THREAD_SIZE * 2; i++) {
            executor.submit(new ImageDown());
        }
        //关闭线程池
        cancelTask();

        try {
            //线城池是否关闭,1s判断一次
            while(!executor.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS)) {
                System.out.println("Thread Pool is Running");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Thread Pool is Terminated");

    }
    //关闭线程池
    static void cancelTask() {
        //关闭线程池
        executor.shutdown();
        System.out.println("shutdown executor");
    }
    //创建一个耗时任务类
    static class ImageDown implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println("downing image");
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }            
        }
    }
}

执行结果如下：

从执行结果看，调用 shutdown 后，任务并没有直接取消，而是等待队列中的所有任务执行完毕才关闭。换句话说， shutdown 是平缓关闭，已经提交的任务会全部执行完再关闭。

另外，awaitTermination 会不断去轮询当前 executorservice 的状态，检查是否已经关闭。这里通过设置它的参数，表示 1s 后会去查一次，看看状态是否变化。若 executorservice 已经关闭，则返回 true, 否则返回 false。

假如上面例子中，在调用 shutdown 后，我们继续提交任务的话，将会被拒绝，抛出异常，整个主线程都会终止。

executor.submit(new ImageDown());

抛出的异常[Shutting down, pool size = 5, active threads = 5, queued tasks = 5, completed tasks = 0]：

Exception in thread "main" java.util.concurrent.RejectedExecutionException: Task java.util.concurrent.FutureTask@75b84c92 rejected from java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor@6bc7c054[Shutting down, pool size = 5, active threads = 5, queued tasks = 5, completed tasks = 0]
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:2063)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:830)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:1379)
    at java.util.concurrent.AbstractExecutorService.submit(AbstractExecutorService.java:112)
    at ExecutorThreadPollTest.main(ExecutorThreadPollTest.java:23)

那么，要解决这个问题，可以在提交任务的时候，判断 executorservice 是否关闭，如果 isShutDown 返回true, 则不要继续提交任务。相反，则可以继续提交任务。

我们修改一下代码，用shutdownNow来关闭 executorservice.

//关闭线程池
static void cancelTask() {
    //关闭线程池
    List list = executor.shutdownNow();
    System.out.println("is shut down = " + executor.isShutdown());
    System.out.println("is Terminated = " + executor.isTerminated());
    System.out.println("not running task num = " + list.size());
    System.out.println("shutdown executor");
}

执行结果如下：

从这个结果看，可以知道当我们调用 shutdownNow 时，任务立马被关闭。所以 awaitTermination 返回的是true, 这个地方没有打印 log。同时，这个 shutdownNow 函数返回工作队列中等待的还未执行的任务。这个还有 5 个任务没有开始执行。

另外， isShutDown 在调用 shutdown 和 shutdownNow 函数后，会立马变为 true。

isTermination 判断当前状态是否是 TERMINATED ，上面 log 有时打印是 true, 有时是 false。说明从 shutdownNow 到 TERMINATED 这个状态，中间还有其他状态的变化跳变，并不是一下子就转到 TERMINATED。

ExecutorService 的状态补充说明如下：

* The runState provides the main lifecycle control, taking on values:
 *
 *   RUNNING:  Accept new tasks and process queued tasks
 *   SHUTDOWN: Don't accept new tasks, but process queued tasks
 *   STOP:     Don't accept new tasks, don't process queued tasks,
 *             and interrupt in-progress tasks
 *   TIDYING:  All tasks have terminated, workerCount is zero,
 *             the thread transitioning to state TIDYING
 *             will run the terminated() hook method
 *   TERMINATED: terminated() has completed
 *   
 * The numerical order among these values matters, to allow
 * ordered comparisons. The runState monotonically increases over
 * time, but need not hit each state. The transitions are:
 *
 * RUNNING -> SHUTDOWN
 *    On invocation of shutdown(), perhaps implicitly in finalize()
 * (RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP
 *    On invocation of shutdownNow()
 * SHUTDOWN -> TIDYING
 *    When both queue and pool are empty
 * STOP -> TIDYING
 *    When pool is empty
 * TIDYING -> TERMINATED
 *    When the terminated() hook method has completed
 *
 * Threads waiting in awaitTermination() will return when the
 * state reaches TERMINATED.
 *

本文完结。