如何优雅的关闭Java线程池
⾯试中经常会问到，创建⼀个线程池需要哪些参数、线程池的工作原理，却很少会问到线程池如何安全关闭的。
也正是因为⼤家不是很关注这块，即便是⼯作三四年的⼈，也会有因为线程池关闭不合理，导致应用⽆法正常stop的情况，还有出现⼀些报错的问题。
本篇就以ThreadPoolExecutor为例例，来介绍下如何优雅的关闭线程池。
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，从而混乱的问题。正因此，Java⾥将Thread的stop⽅法设置为过时，以禁⽌⼤家使⽤。
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interrrupt⽅法，本质不是⽤来中断一个线程。而是将线程设置⼀个中断状态。当我们调⽤线程的interrupt方法，它有两个作⽤用：
1、如果此线程处于阻塞状态(比如调⽤了wait方法，io等待)，则会立刻退出阻塞，并抛出InterruptedException异常，线程就可以通过捕获InterruptedException来做⼀定的处理，然后让线程退出。
2、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：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。如果线程捕获InterruptedException异常后，继续调用阻塞方法， 将不再触发InterruptedException异常。
线程池提供了两个关闭方法，shutdownNow和shuwdown⽅法。
shutdownNow⽅法的解释是：线程池拒接收新提交的任务，同时⽴刻关闭线程池，线程池里的任务不再执行。
shutdown⽅法的解释是：线程池拒接收新提交的任务，同时等待线程池⾥的任务执行完毕后关闭线程池。
以上的说法虽然没错，但是还有很多的细节问题，比如调用shutdown⽅法后，正在执⾏的任务的线程会做出什么反应？正在等待任务的线程又会做出什么反应？线程在什么情况下才会彻底退出。如果不了解这些细节，在关闭线程池时就难免遇到，像线程池关闭不了，关闭线程池出现报错等情况。
再说这些关闭线程池细节问题之前，需要强调一点的是，调用完shutdownNow和shuwdown⽅法后，并不代表线程池已经完成关闭操作，它只是异步的通知线程池进行关闭处理。如果要同步等待线程池彻底关闭后才继续往下执行，需要调⽤awaitTermination⽅法进⾏同步等待。
有了以上介绍，下⾯就结合线程池源码，分别说说这两个线程池关闭方法的⼀一些实现细节。
我们看⼀下shutdownNow⽅法的源码：
在shutdownNow⽅法里，重要的三句代码我⽤红⾊数字标出来了。第⼀句就是原⼦性的修改线程池的状态为STOP状态(比较简单，我就不贴代码了) ，第三句是将队列里还没有执⾏的任务放到列表里，返回给调用方，第⼆句是遍历线程池⾥的所有⼯作线程，然后调用线程的interrupt方法。如下图：
以上就是shutdownNow⽅法的执⾏逻辑：将线程池状态修改为STOP，然后调⽤线程池⾥的所有线程的interrupt⽅法。
调⽤shutdownNow后，线程池⾥的线程会做如何反应呢？那就要看，线程池⾥的线程正在执⾏的代码逻辑了。其在线程池的runWorker⽅法里(对线程池的执行原理不了解的，请看之前的文章)，其代码如下：
正常情况下，线程池里的线程，就是在这个while循环里不停地执行。其中代码task.run()就是在执⾏我们提交给线程池的任务，如当我们调用shutdownNow 时，task.run()⾥⾯正处于IO阻塞，则会导致报错，如果task.run()⾥正在正常执
⾏，则不受影响，继续执⾏完这个任务。
从上图看得出来，如果getTask()⽅法返回null,也会导致线程的退出。我们再来看看getTask⽅法的实现：
如果我们调⽤shutdownNow⽅法时，线程处于从队列⾥读取任务⽽阻塞中(图中下边的红框)，则会导致抛出InterruptedException异常，但因为异常被捕获，线程将会继续在这个for循环⾥执⾏。
还记得shutdownNow⽅法里将线程修改为STOP状态吧，当执行到上边红框⾥的代码时，由于STOP状态值是⼤于SHUTDOWN状态，STOP也大于等于STOP，不管任务队列是否为空，都会进⼊if语句从而返回null,线程退出。
总结：当我们调用线程池的shutdownNow时，如果线程正在getTask方法中执⾏，则会通过for循环进入到if语句，于是getTask 返回null,从而线程退出。不管线程池⾥是否有未完成的任务。如果线程因为执行提交到线程池里的任务而处于阻塞状态，则会导致报错。（如果任务里没有捕获InterruptedException异常)，否则线程会执行完当前任务，然后通过getTask方法返回为null来退出。
我们再来看看shutdown⽅法的源码：
跟shutdownNow类似，只不过它是将线程池的状态修改为SHUTDOWN状态，然后调⽤interruptIdleWorkers方法，来中断空闲的线程。这是interruptIdleWorkers⽅法的实现：
跟shutdownNow⽅法调⽤interruptWorkers⽅法不同的是，interruptIdleWorkers⽅法在遍历线程池⾥的线程时，有一个w.tryLock()加锁判断，只有加锁成功的线程才会被调用interrupt方法。那么什么情况下才能被加锁成功?什么情况下不能被加锁成功呢？这就需要我们继续回到线程执行的runWorker方法。
在上边runWorker方法代码的截图中，我刻意将w.lock()和w.unlock()调用用红框 圈起。其实就是正运行在w.lock和w.unlock之间的线程将因为加锁失败，而不会被调用interrupt方法，换句话说，就是正在执行线程池里任务的线程不会被中断。
不管是被调用了interrupt的线程还是没被调用的线程，什么时候退出呢？，这就要看getTask⽅法的返回是否为null了。
在getTask里的if判断(上文中getTask代码截图中上边红色方框的代码)中，由于线程池被shutdown⽅法修改为SHUTDOWN状态，SHUTDOWN大于等于
SHUTDOWN成⽴没问题，但是SHUTDOWN不⼤于等于STOP状态，所以只有队列为空，getTask方法才会返回null，导致线程退出。
总结：当我们调用线程池的shuwdown方法时，如果线程正在执行线程池里的任务，即便任务处于阻塞状态，线程也不会被中断，⽽是继续执行。如果线程池阻塞等待从队列⾥读取任务，则会被唤醒，但是会继续判断队列是否为空，若不为空，则会继续从队列里读取任务，若为空则线程退出。
有了上边对两个关闭线程池方法的了解，相信优雅安全关闭线程池将不再是问题。
我们知道，使⽤shutdownNow⽅法，可能会引起报错，使用shutdown方法可能会导致线程关闭不了。
所以当我们使⽤shutdownNow⽅法关闭线程池时，一定要对任务里进行异常捕获。
当我们使用shuwdown方法关闭线程池时，一定要确保任务里不会有永久阻塞等待的逻辑，否则线程池就关闭不了。
最后，⼀定要记得shutdownNow和shuwdown调用完，线程池并不是⽴刻就关闭了，要想等待线程池关闭，还需调用awaitTermination⽅法来阻塞等待。
END
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作者：清泉
介绍：多年从事互联网开发，以Java后端开发为主，其它为辅。先后在某上市游戏公司做页游服务端开发，也曾在创业公司做移动APP后端架构设计，目前在阿里巴巴从事资深研发的工作。
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