⭐ 题目日期：

快手 - 2024/12/29

📝 题解：

线程池的状态通常用于管理其生命周期，确保任务能够被合理调度和资源得到有效回收。以Java中的ThreadPoolExecutor为例，线程池共有以下五种状态：

---

1. RUNNING（运行中）

• 状态值：RUNNING（数值表示的高3位为 111）
• 特点：
  • 接受新任务：可以继续提交新的任务。
  • 处理队列任务：执行已提交到任务队列中的任务。
  • 正常工作模式：线程池初始化后的默认状态。
• 状态转换：
  • 调用 shutdown() → 进入 SHUTDOWN。
  • 调用 shutdownNow() → 进入 STOP。

---

2. SHUTDOWN（关闭中）

• 状态值：SHUTDOWN（高3位为 000）
• 特点：
  • 不再接受新任务：新提交的任务会被拒绝（触发 RejectedExecutionException）。
  • 处理现有任务：继续执行任务队列中已存在的任务。
  • 优雅关闭：适用于希望平稳结束任务的场景。
• 状态转换：
  • 任务队列为空且工作线程数为0 → 进入 TIDYING。
  • 调用 shutdownNow() → 进入 STOP。

---

3. STOP（停止）

• 状态值：STOP（高3位为 001）
• 特点：
  • 立即中断任务：尝试停止所有正在执行的任务（通过 Thread.interrupt()）。
  • 丢弃队列任务：不再处理任务队列中的任务，并返回未执行的任务列表。
  • 强制关闭：适用于需要立即释放资源的场景。
• 状态转换：
  • 所有工作线程终止 → 进入 TIDYING。

---

4. TIDYING（整理中）

• 状态值：TIDYING（高3位为 010）
• 特点：
  • 过渡状态：所有任务已终止，工作线程数为0。
  • 执行钩子方法：调用 terminated() 方法（用户可覆盖此方法进行自定义清理）。
• 状态转换：
  • terminated() 执行完毕 → 进入 TERMINATED。

---

5. TERMINATED（已终止）

• 状态值：TERMINATED（高3位为 011）
• 特点：
  • 最终状态：线程池完全关闭，不再响应任何操作。
  • 资源释放：所有资源（如线程、队列）已回收。

---

状态转换示意图

RUNNING → shutdown() → SHUTDOWN → 队列空且线程数为0 → TIDYING → terminated() → TERMINATED
  │
  └→ shutdownNow() → STOP → 线程数为0 → TIDYING → terminated() → TERMINATED

---

关键设计点

1. 状态位编码： Java使用 AtomicInteger 的高3位表示状态，低29位表示工作线程数，通过位运算高效管理状态和线程数。

   private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
   private static final int COUNT_BITS = 29;
   private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;
   
   // 状态常量
   private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;
   private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;
   private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;
   private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;
   private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;

2. 拒绝策略： 在 SHUTDOWN 或 STOP 状态下提交任务会触发拒绝策略（如抛出异常、丢弃任务等）。

---

实际应用场景

• RUNNING：正常处理高并发请求。
• SHUTDOWN：服务重启前等待存量任务完成。
• STOP：紧急终止服务，避免资源泄漏。
• TERMINATED：线程池彻底销毁，释放JVM资源。

---

总结

线程池的五种状态（RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING、TERMINATED）共同管理其生命周期，确保任务调度和资源回收的安全性。理解这些状态及其转换逻辑，有助于合理使用线程池并避免常见问题（如任务丢失、资源泄漏）。