如何優雅的關閉Java執行緒池

⾯試中經常會問到，建立⼀個執行緒池需要哪些引數、執行緒池的工作原理，卻很少會問到執行緒池如何安全關閉的。

也正是因為⼤家不是很關注這塊，即便是⼯作三四年的⼈，也會有因為執行緒池關閉不合理，導致應用⽆法正常stop的情況，還有出現⼀些報錯的問題。

本篇就以ThreadPoolExecutor為例例，來介紹下如何優雅的關閉執行緒池。

執行緒中斷

在介紹執行緒池關閉之前，先介紹下Thread的interrupt。

在程式中，我們是不能隨便中斷⼀個執行緒的，因為這是極其不安全的操作，我們⽆法知道這個執行緒正運⾏在什麼狀態，它可能持有某把鎖，強⾏中斷可能導致鎖不能釋放的問題；或者執行緒可能在運算元據庫，強⾏中斷導致資料不一致，從而混亂的問題。正因此，Java⾥將Thread的stop⽅法設定為過時，以禁⽌⼤家使⽤。

⼀個執行緒什麼時候可以退出呢？當然只有執行緒自⼰才能知道。

所以我們這⾥要說的Thread的interrrupt⽅法，本質不是⽤來中斷一個執行緒。而是將執行緒設定⼀箇中斷狀態。當我們調⽤執行緒的interrupt方法，它有兩個作⽤用：

1、如果此執行緒處於阻塞狀態(比如調⽤了wait方法，io等待)，則會立刻退出阻塞，並丟擲InterruptedException異常，執行緒就可以通過捕獲InterruptedException來做⼀定的處理，然後讓執行緒退出。

2、如果此執行緒正處於運行之中，則執行緒不受任何影響，繼續運行，僅僅是執行緒的中斷標記被設定為true。所以執行緒要在適當的位置通過呼叫isInterrupted方法來檢視自⼰是否被中斷，並做退出操作。

注：如果執行緒的interrupt方法先被呼叫，然後執行緒呼叫阻塞方法進入阻塞狀態，InterruptedException異常依舊會丟擲。如果執行緒捕獲InterruptedException異常後，繼續呼叫阻塞方法， 將不再觸發InterruptedException異常。

執行緒池的關閉

執行緒池提供了兩個關閉方法，shutdownNow和shuwdown⽅法。

shutdownNow⽅法的解釋是：執行緒池拒接收新提交的任務，同時⽴刻關閉執行緒池，執行緒池里的任務不再執行。

shutdown⽅法的解釋是：執行緒池拒接收新提交的任務，同時等待執行緒池⾥的任務執行完畢後關閉執行緒池。

以上的說法雖然沒錯，但是還有很多的細節問題，比如呼叫shutdown⽅法後，正在執⾏的任務的執行緒會做出什麼反應？正在等待任務的執行緒又會做出什麼反應？執行緒在什麼情況下才會徹底退出。如果不瞭解這些細節，在關閉執行緒池時就難免遇到，像執行緒池關閉不了，關閉執行緒池出現報錯等情況。

再說這些關閉執行緒池細節問題之前，需要強調一點的是，呼叫完shutdownNow和shuwdown⽅法後，並不代表執行緒池已經完成關閉操作，它只是非同步的通知執行緒池進行關閉處理。如果要同步等待執行緒池徹底關閉後才繼續往下執行，需要調⽤awaitTermination⽅法進⾏同步等待。

有了以上介紹，下⾯就結合執行緒池原始碼，分別說說這兩個執行緒池關閉方法的⼀一些實現細節。

shutdownNow

我們看⼀下shutdownNow⽅法的原始碼：

在shutdownNow⽅法里，重要的三句程式碼我⽤紅⾊數字標出來了。第⼀句就是原⼦性的修改執行緒池的狀態為STOP狀態(比較簡單，我就不貼程式碼了) ，第三句是將隊列里還沒有執⾏的任務放到列表里，返回給呼叫方，第⼆句是遍歷執行緒池⾥的所有⼯作執行緒，然後呼叫執行緒的interrupt方法。如下圖：

以上就是shutdownNow⽅法的執⾏邏輯：將執行緒池狀態修改為STOP，然後調⽤執行緒池⾥的所有執行緒的interrupt⽅法。

調⽤shutdownNow後，執行緒池⾥的執行緒會做如何反應呢？那就要看，執行緒池⾥的執行緒正在執⾏的程式碼邏輯了。其線上程池的runWorker⽅法里(對執行緒池的執行原理不了解的，請看之前的文章)，其程式碼如下：

正常情況下，執行緒池里的執行緒，就是在這個while迴圈里不停地執行。其中程式碼task.run()就是在執⾏我們提交給執行緒池的任務，如當我們呼叫shutdownNow 時，task.run()⾥⾯正處於IO阻塞，則會導致報錯，如果task.run()⾥正在正常執

⾏，則不受影響，繼續執⾏完這個任務。

從上圖看得出來，如果getTask()⽅法返回null,也會導致執行緒的退出。我們再來看看getTask⽅法的實現：

如果我們調⽤shutdownNow⽅法時，執行緒處於從佇列⾥讀取任務⽽阻塞中(圖中下邊的紅框)，則會導致丟擲InterruptedException異常，但因為異常被捕獲，執行緒將會繼續在這個for迴圈⾥執⾏。

還記得shutdownNow⽅法里將執行緒修改為STOP狀態吧，當執行到上邊紅框⾥的程式碼時，由於STOP狀態值是⼤於SHUTDOWN狀態，STOP也大於等於STOP，不管任務佇列是否為空，都會進⼊if語句從而返回null,執行緒退出。

總結：當我們呼叫執行緒池的shutdownNow時，如果執行緒正在getTask方法中執⾏，則會通過for迴圈進入到if語句，於是getTask 返回null,從而執行緒退出。不管執行緒池⾥是否有未完成的任務。如果執行緒因為執行提交到執行緒池里的任務而處於阻塞狀態，則會導致報錯。（如果任務里沒有捕獲InterruptedException異常)，否則執行緒會執行完當前任務，然後通過getTask方法返回為null來退出。

shutdown

我們再來看看shutdown⽅法的原始碼：

跟shutdownNow類似，只不過它是將執行緒池的狀態修改為SHUTDOWN狀態，然後調⽤interruptIdleWorkers方法，來中斷空閒的執行緒。這是interruptIdleWorkers⽅法的實現：

跟shutdownNow⽅法調⽤interruptWorkers⽅法不同的是，interruptIdleWorkers⽅法在遍歷執行緒池⾥的執行緒時，有一個w.tryLock()加鎖判斷，只有加鎖成功的執行緒才會被呼叫interrupt方法。那麼什麼情況下才能被加鎖成功?什麼情況下不能被加鎖成功呢？這就需要我們繼續回到執行緒執行的runWorker方法。

在上邊runWorker方法程式碼的截圖中，我刻意將w.lock()和w.unlock()呼叫用紅框 圈起。其實就是正運行在w.lock和w.unlock之間的執行緒將因為加鎖失敗，而不會被呼叫interrupt方法，換句話說，就是正在執行執行緒池裡任務的執行緒不會被中斷。

不管是被呼叫了interrupt的執行緒還是沒被呼叫的執行緒，什麼時候退出呢？，這就要看getTask⽅法的返回是否為null了。

在getTask里的if判斷(上文中getTask程式碼截圖中上邊紅色方框的程式碼)中，由於執行緒池被shutdown⽅法修改為SHUTDOWN狀態，SHUTDOWN大於等於

SHUTDOWN成⽴沒問題，但是SHUTDOWN不⼤於等於STOP狀態，所以只有佇列為空，getTask方法才會返回null，導致執行緒退出。

總結：當我們呼叫執行緒池的shuwdown方法時，如果執行緒正在執行執行緒池里的任務，即便任務處於阻塞狀態，執行緒也不會被中斷，⽽是繼續執行。如果執行緒池阻塞等待從隊列⾥讀取任務，則會被喚醒，但是會繼續判斷佇列是否為空，若不為空，則會繼續從隊列里讀取任務，若為空則執行緒退出。

優雅的關閉執行緒池

有了上邊對兩個關閉執行緒池方法的了解，相信優雅安全關閉執行緒池將不再是問題。

我們知道，使⽤shutdownNow⽅法，可能會引起報錯，使用shutdown方法可能會導致執行緒關閉不了。

所以當我們使⽤shutdownNow⽅法關閉執行緒池時，一定要對任務里進行異常捕獲。

當我們使用shuwdown方法關閉執行緒池時，一定要確保任務裡不會有永久阻塞等待的邏輯，否則執行緒池就關閉不了。

最後，⼀定要記得shutdownNow和shuwdown呼叫完，執行緒池並不是⽴刻就關閉了，要想等待執行緒池關閉，還需呼叫awaitTermination⽅法來阻塞等待。

END

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