線程池ThreadPoolExecutor里Control state，ctl參數的分析（二）

線程池

上文參看《線程池ThreadPoolExecutor里Control state，ctl參數的分析（一）》

先說一下線程池的5個狀態：

RUNNING：可以接收新的任務，處理隊列中的任務。這是線程池的初始化狀態。

SHUTDOWN：不再接收新的任務，但是會處理隊列中的任務。

STOP：不再接收新的任務，也不再處理隊列中的任務，並且會去中斷正在運行中的任務。

TIDYING：所有任務都已經終止，workerCount有效線程數為0，線程池進入本狀態，開始運行鉤子函數terminated()。這段代碼是空的：

protected void terminated() { }

如果開發人員想在TIDYING狀態下做點處理，子類可以重寫這個方法。

像terminated()這樣專供子類重寫的方法共有三個：

鉤子函數

beforeExecute：當線程池正要開始執行某個任務的時候（注意不是任務進入等待隊列的時候，是將要開始正式在線程池中執行的時候），線程池會觸發這個方法的調用。

afterExecute：當線程池完成了某一個任務的執行後，線程池就會觸發這個方法。

terminated：當線程池本身停止執行的時候，該方法就會被調用。

TERMINATED：徹底終結。好懷念「YOU ARE TERMINATED」~~

狀態的轉換如下圖：

狀態轉換

5種狀態對應的值是-1,0,1,2,3，上文我們也說到，二進位中，只需要用前3位即可表達，所以對應如下：

數值轉換

整個32位的分配我們明白了，高3位是狀態，低29位是有效線程數。那麼ThreadPoolExecutor是如何將這兩個值裝配到ctl內，又如何從ctl中獲取狀態、線程數呢？

在談這幾個問題之前，我們複習一下基礎課，Java的各種運算符。有一些在《Java面試題 Part16 手寫HashMap（一）》那篇文章中寫了，大家可以一併看。

上文談原反補碼的時候忘了說了，大家都知道的，Java用的是補碼，正數的原反補碼是一模一樣的，負數則按照規則進行運算，也就是說你看到首位是0，正數，那麼就可以直接拿著補碼當原碼進行換算，如果你看到首位是1，負數，看到的這個是補碼，就需要-1，取反才能得出原碼，進行換算。

<<左移：

2的二進位10，<<1左移一位，即100，即4。

~位非：

就是按位取反，0變成1，1變成0。

-2是 11111111111111111111111111111110（補碼，有興趣的同學可以試著轉成原碼）

~-2是00000000000000000000000000000001（也是補碼，但正數的原反補碼相同），即1。

2是 00000000000000000000000000000010

~2是11111111111111111111111111111101，即-3。

&位與：

從高位開始比較，二者都為1，結果為1，有一個為0，結果為0。

12是 1100

9是 1001

12&9是 1000，是8。

|位或：

從高位開始比較，二者有一個為1，結果為1，反之都為0，結果為0。

12是 1100

9是 1001

12|9是 1101，是13。

基礎複習完畢，接著談對ctl的操作。

第一個就是如何打包ctl，畢竟是把兩個數裝配成一個。

上文我們說了，狀態值是-1到3，左移29位，將其存儲在高位，也就是：

狀態值轉換

COUNT_BITS是29。

我們不用管真實的INT值是多少，只需要知道這5個值的二進位只有前3位有用，後面的全是0。

上文也說到，線程數放在後29位里，最大值也就是00011111111111111111111111111111，所以不管線程數是多少，前3位必是000。

那麼如何將runState和workerCount裝配起來呢？

打包ctl

rs就是runState，wc就是workerCount。舉個例子，狀態是RUNNING，線程數是2，

ctl(RUNNING,2)，如何裝配呢？

RUNNING：11100000000000000000000000000000

2 ：00000000000000000000000000000010

|位或 ：11100000000000000000000000000010

至於位或出來的INT值是多少，就不重要了，重要的是通過|位或，將前三位的狀態與後29位的數值組合起來了。

能打包就能拆包，我們要從打包好的ctl里分別獲取runState和workerCount。

獲取狀態值：

獲取狀態值

c就是打包好的ctl，CAPACITY就是線程數的最大量00011111111111111111111111111111。

取runState，其實就是取ctl的前3位，不管ctl是多少，後面的29位統一變成0就行了。

第一步：~CAPACITY，就是把 00011111111111111111111111111111

變成 11100000000000000000000000000000

第二步：ctl&~CAPACITY，ctl具體的值是多少無所謂，我們只需要關注前三位即可，假設是01100000000000000000000000000010&11100000000000000000000000000000。

&二者比較，有一個為0，結果為0，因為~CAPACITY，後面29位全變成了0，所以ctl與之&，後面的29位一定為0，而前3位，二者比較，都為1，結果為1，所以例子上011與111相比，得到011。最後的結果就是純潔的，不含線程數的狀態值。

獲取線程數：

獲取線程數

只需要把ctl的前三位變成000就行了，例如：

01100000000000000000000000000010&00011111111111111111111111111111

結果就是00000000000000000000000000000010。

終於寫完了，感慨一下，本來只是想看看線程池的代碼，哪想到看第一行代碼就被ctl這個參數迷住了，百思不得其解怎麼就能用1個數字表達兩個概念，就想琢磨透它，連看帶測試帶寫文章，三天就過去了。

唯一的感慨：神就是神。

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