异步调用（二）线程池的优雅关闭

一、线程中断

在介绍线程池关闭之前，先介绍下Thread的interrupt。

在程序中，我们是不能随便中断一个线程的，因为这是极其不安全的操作，我们无法知道这个线程正运行在什么状态，它可能持有某把锁，强行中断可能导致锁不能释放的问题；或者线程可能在操作数据库，强行中断导致数据不一致混乱的问题。正因此，Java里将 Thread 的 stop() 方法设置为过时，以禁止大家使用。

那么一个线程什么时候可以退出呢？当然只有线程自己才能知道。

所以我们这里要说的 Thread 的 interrupt() 方法，本质不是用来中断一个线程。是将线程设置一个中断状态。当我们调用线程的interrupt方法，它有两个作用：

• 如果此线程处于阻塞状态(比如调用了wait() 方法，io等待)，则会立马退出阻塞，并抛出InterruptedException 异常，线程就可以通过捕获 InterruptedException 异常来做一定的处理，然后让线程退出。

• 如果此线程正处于运行之中，则线程不受任何影响，继续运行，仅仅是线程的中断标记被设置为true。所以线程要在适当的位置通过调用 isInterrupted() 方法来查看自己是否被中断，并做退出操作。

注：

1. 如果线程的interrupt方法先被调用，然后线程调用阻塞方法进入阻塞状态，InterruptedException 异常依旧会抛出。

2. 如果线程捕获 InterruptedException 异常后，继续调用阻塞方法，将不再触发异常。

二、线程池的关闭方法

线程池提供了两个关闭方法：

1. shutdown()

停止接收新任务，原来的任务继续执行：

1. 停止接收新的submit的任务；
2. 已经提交的任务（包括正在跑的和队列中等待的）,会继续执行完成；
3. 等到第2步完成后，才真正停止；
4. 返回未执行的任务列表；

2. shutdownNow()

停止接收新任务，原来的任务停止执行：

1. 同 shutdown() 方法 ，先停止接收新submit的任务；
2. 忽略队列里等待的任务；
3. 尝试将正在执行的任务interrupt中断；
4. 返回未执行的任务列表；

说明：它试图终止线程的方法是通过调用 Thread.interrupt() 方法来实现的，这种方法的作用有限，如果线程中没有sleep 、wait、Condition、定时锁等应用, interrupt() 方法是无法中断当前的线程的。所以，shutdownNow() 并不代表线程池就一定立即就能退出，它也可能必须要等待所有正在执行的任务都执行完成了才能退出。但是大多数时候是能立即退出的。

3. awaitTermination(long timeOut, TimeUnit unit)

当前线程阻塞，timeout 和 TimeUnit 两个参数，用于设定超时的时间及单位，当前线程阻塞，直到：

• 等所有已提交的任务（包括正在跑的和队列中等待的）执行完；
• 或者 等超时时间到了（ timeout 和 TimeUnit 设定的时间）；
• 或者 线程被中断，抛出 InterruptedException 异常

然后会监测 ExecutorService 是否已经关闭，返回 true（shutdown请求后所有任务执行完毕）或 false（已超时）

4. 三种方法的区别

shutdown() 与 shutdownNow()

• shutdown() 只是关闭了提交通道，用 submit() 是无效的；而内部该怎么跑还是怎么跑，跑完再停。
• shutdownNow() 能立即停止线程池，正在跑的和正在等待的任务都停下了。

shutdown() 与 awaitTermination()

• shutdown() 后，不能再提交新的任务进去；但是 awaitTermination() 后，可以继续提交。
• awaitTermination() 是阻塞的，返回结果是线程池是否已停止（true/false）；shutdown() 不阻塞。

5. 总结

• 优雅的关闭，用 shutdown()
• 立马关闭，并得到未执行任务列表，用 shutdownNow()
• 优雅的关闭，并允许关闭声明后新任务能提交，用 awaitTermination()
• 关闭功能 【从强到弱】 依次是：shuntdownNow() > shutdown() > awaitTermination()

三、如何实现线程池的优雅关闭

addShutdownHook 原理

RunTime.getRunTime().addShutdownHook() 的作用就是在 JVM 销毁前执行的最后一个线程，通过addShutdownHook 添加钩子，当系统执行完这些钩子后，JVM 才会关闭，因此我们可以在这个线程中把我们前面使用 ExecutorService 创建的线程池优雅地关闭掉。

addShutdownHook 优雅关闭线程池

在以下示例中，手动关闭 JVM 后，会触发线程池的优雅关闭：

private static final int THREAD_CORE_SIZE = 3;
private static final int THREAD_MAX_SIZE = 10;

public static void main(String[] args) throws Exception {
    System.out.println("------Start------");

    // 使用 ThreadFactoryBuilder 创建自定义线程名称的 ThreadFactory
    ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("demo-pool-%d").build();
    // 创建线程池，其中任务队列需要结合实际情况设置合理的容量
    ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(THREAD_CORE_SIZE,
                                                         THREAD_MAX_SIZE,
                                                         0L,
                                                         TimeUnit.MILLISECONDS,
                                                         new LinkedBlockingDeque<>(1024),
                                                         namedThreadFactory,
                                                         new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
    // 新建 1000 个任务，每个任务是打印当前线程名称
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        executor.execute(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        });
    }
    // 添加关闭线程池的钩子
    Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(()-> shutdown(executor)));

    System.out.println("------done------");
}

/**
     * 关闭线程池的钩子函数
     * @param executorService
     */
private static void shutdown(ExecutorService executorService){
    System.out.println("graceful shutdown start...");
    // 第一步：使新任务无法提交
    executorService.shutdown();
    try {
        // 第二步：等待未完成任务结束
        if(!executorService.awaitTermination(5,TimeUnit.SECONDS)){
            // 第三步：取消当前执行的任务
            executorService.shutdownNow();
            // 第四步：等待任务取消的响应
            if(!executorService.awaitTermination(5,TimeUnit.SECONDS)){
                LOGGER.error("Thread pool did not terminate");
            }
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        // 第五步：出现异常后，重新取消当前执行的任务
        executorService.shutdownNow();
        // 设置本线程中断状态
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
    System.out.println("graceful shutdown end...");
}