線程池是如何重復利用空閑的線程來執(zhí)行任務的？

在Java開發(fā)中，經(jīng)常需要創(chuàng)建線程去執(zhí)行一些任務，實現(xiàn)起來也非常方便，但如果并發(fā)的線程數(shù)量很多，并且每個線程都是執(zhí)行一個時間很短的任務就結束了，這樣頻繁創(chuàng)建線程就會大大降低系統(tǒng)的效率，因為頻繁創(chuàng)建線程和銷毀線程需要時間。此時，我們很自然會想到使用線程池來解決這個問題。

使用線程池的好處：

• 降低資源消耗。java中所有的池化技術都有一個好處，就是通過復用池中的對象，降低系統(tǒng)資源消耗。設想一下如果我們有n多個子任務需要執(zhí)行，如果我們?yōu)槊總€子任務都創(chuàng)建一個執(zhí)行線程，而創(chuàng)建線程的過程是需要一定的系統(tǒng)消耗的，最后肯定會拖慢整個系統(tǒng)的處理速度。而通過線程池我們可以做到復用線程，任務有多個，但執(zhí)行任務的線程可以通過線程池來復用，這樣減少了創(chuàng)建線程的開銷，系統(tǒng)資源利用率得到了提升。

• 降低管理線程的難度。多線程環(huán)境下對線程的管理是最容易出現(xiàn)問題的，而線程池通過框架為我們降低了管理線程的難度。我們不用再去擔心何時該銷毀線程，如何最大限度的避免多線程的資源競爭。這些事情線程池都幫我們代勞了。

• 提升任務處理速度。線程池中長期駐留了一定數(shù)量的活線程，當任務需要執(zhí)行時，我們不必先去創(chuàng)建線程，線程池會自己選擇利用現(xiàn)有的活線程來處理任務。

很顯然，線程池一個很顯著的特征就是“長期駐留了一定數(shù)量的活線程”，避免了頻繁創(chuàng)建線程和銷毀線程的開銷，那么它是如何做到的呢？我們知道一個線程只要執(zhí)行完了run()方法內(nèi)的代碼，這個線程的使命就完成了，等待它的就是銷毀。既然這是個“活線程”，自然是不能很快就銷毀的。為了搞清楚這個“活線程”是如何工作的，下面通過追蹤源碼來看看能不能解開這個疑問。

學習過線程池都知道，可以通過工廠類Executors來創(chuàng)個多種類型的線程池，部分類型如下：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int var0) {
        return new ThreadPoolExecutor(var0, var0, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue());
    }
    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new Executors.FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue()));
    }
    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, 2147483647, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue());
    }
    public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
        return new Executors.DelegatedScheduledExecutorService(new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
    }
    public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int var0) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(var0);
    }

無論哪種類型的線程池，最終都是直接或者間接通過ThreadPoolExecutor這個類來實現(xiàn)的。而ThreadPoolExecutor的有多個構造方法，最終都是調(diào)用含有7個參數(shù)的構造函數(shù)。

/**
     * Creates a new {@code ThreadPoolExecutor} with the given initial
     * parameters.
     *
     * @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
     *        if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
     * @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the
     *        pool
     * @param keepAliveTime when the number of threads is greater than
     *        the core, this is the maximum time that excess idle threads
     *        will wait for new tasks before terminating.
     * @param unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument
     * @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are
     *        executed.  This queue will hold only the {@code Runnable}
     *        tasks submitted by the {@code execute} method.
     * @param threadFactory the factory to use when the executor
     *        creates a new thread
     * @param handler the handler to use when execution is blocked
     *        because the thread bounds and queue capacities are reached
     * @throws IllegalArgumentException if one of the following holds:<br>
     *         {@code corePoolSize < 0}<br>
     *         {@code keepAliveTime < 0}<br>
     *         {@code maximumPoolSize <= 0}<br>
     *         {@code maximumPoolSize < corePoolSize}
     * @throws NullPointerException if {@code workQueue}
     *         or {@code threadFactory} or {@code handler} is null
     */
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

① corePoolSize

顧名思義，其指代核心線程的數(shù)量。當提交一個任務到線程池時，線程池會創(chuàng)建一個核心線程來執(zhí)行任務，即使其他空閑的核心線程能夠執(zhí)行新任務也會創(chuàng)建新的核心線程，而等到需要執(zhí)行的任務數(shù)大于線程池核心線程的數(shù)量時就不再創(chuàng)建，這里也可以理解為當核心線程的數(shù)量等于線程池允許的核心線程最大數(shù)量的時候，如果有新任務來，就不會創(chuàng)建新的核心線程。

如果你想要提前創(chuàng)建并啟動所有的核心線程，可以調(diào)用線程池的prestartAllCoreThreads()方法。

② maximumPoolSize

顧名思義，其指代線程池允許創(chuàng)建的最大線程數(shù)。如果隊列滿了，并且已創(chuàng)建的線程數(shù)小于最大線程數(shù)，則線程池會再創(chuàng)建新的線程執(zhí)行任務。所以只有隊列滿了的時候，這個參數(shù)才有意義。因此當你使用了無界任務隊列的時候，這個參數(shù)就沒有效果了。

③ keepAliveTime

顧名思義，其指代線程活動保持時間，即當線程池的工作線程空閑后，保持存活的時間。所以，如果任務很多，并且每個任務執(zhí)行的時間比較短，可以調(diào)大時間，提高線程的利用率，不然線程剛執(zhí)行完一個任務，還沒來得及處理下一個任務，線程就被終止，而需要線程的時候又再次創(chuàng)建，剛創(chuàng)建完不久執(zhí)行任務后，沒多少時間又終止，會導致資源浪費。

注意：這里指的是核心線程池以外的線程。還可以設置allowCoreThreadTimeout = true這樣就會讓核心線程池中的線程有了存活的時間。

④ TimeUnit

顧名思義，其指代線程活動保持時間的單位：可選的單位有天（DAYS）、小時（HOURS）、分鐘（MINUTES）、毫秒（MILLISECONDS）、微秒（MICROSECONDS，千分之一毫秒）和納秒（NANOSECONDS，千分之一微秒）。

⑤ workQueue

顧名思義，其指代任務隊列：用來保存等待執(zhí)行任務的阻塞隊列。

⑥ threadFactory

顧名思義，其指代創(chuàng)建線程的工廠：可以通過線程工廠給每個創(chuàng)建出來的線程設置更加有意義的名字。

⑦ RejectedExecutionHandler

顧名思義，其指代拒絕執(zhí)行程序，可以理解為飽和策略：當隊列和線程池都滿了，說明線程池處于飽和狀態(tài)，那么必須采取一種策略處理提交的新任務。這個策略默認情況下是AbortPolicy，表示無法處理新任務時拋出異常。在JDK1.5中Java線程池框架提供了以下4種策略。

• AbortPolicy：直接拋出異常RejectedExecutionException。
• CallerRunsPolicy：只用調(diào)用者所在線程來運行任務，即由調(diào)用 execute方法的線程執(zhí)行該任務。
• DiscardOldestPolicy：丟棄隊列里最近的一個任務，并執(zhí)行當前任務。
• DiscardPolicy：不處理，丟棄掉，即丟棄且不拋出異常。

這7個參數(shù)共同決定了線程池執(zhí)行一個任務的策略：

當一個任務被添加進線程池時：

1. 線程數(shù)量未達到 corePoolSize，則新建一個線程(核心線程)執(zhí)行任務
2. 線程數(shù)量達到了 corePools，則將任務移入隊列等待
3. 隊列已滿，新建線程(非核心線程)執(zhí)行任務
4. 隊列已滿，總線程數(shù)又達到了 maximumPoolSize，就會由上面那位星期天(RejectedExecutionHandler)拋出異常

說白了就是先利用核心線程，核心線程用完，新來的就加入等待隊列，一旦隊列滿了，那么只能開始非核心線程來執(zhí)行了。

上面的策略，會在閱讀代碼的時候體現(xiàn)出來，并且在代碼中也能窺探出真正復用空閑線程的實現(xiàn)原理。

接下來我們就從線程池執(zhí)行任務的入口分析。

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一個線程池可以接受任務類型有Runnable和Callable，分別對應了execute和submit方法。目前我們只分析execute的執(zhí)行過程。

上源碼：

public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        /*
         * Proceed in 3 steps:
         *
         * 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to
         * start a new thread with the given command as its first
         * task.  The call to addWorker atomically checks runState and
         * workerCount, and so prevents false alarms that would add
         * threads when it shouldn't, by returning false.
         *
         * 2. If a task can be successfully queued, then we still need
         * to double-check whether we should have added a thread
         * (because existing ones died since last checking) or that
         * the pool shut down since entry into this method. So we
         * recheck state and if necessary roll back the enqueuing if
         * stopped, or start a new thread if there are none.
         *
         * 3. If we cannot queue task, then we try to add a new
         * thread.  If it fails, we know we are shut down or saturated
         * and so reject the task.
         */
        int c = ctl.get();
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { //第一步：如果線程數(shù)量小于核心線程數(shù)
            if (addWorker(command, true))//則啟動一個核心線程執(zhí)行任務
                return;
            c = ctl.get();
        }
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {//第二步：當前線程數(shù)量大于等于核心線程數(shù)，加入任務隊列，成功的話會進行二次檢查
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);//啟動非核心線程執(zhí)行，注意這里任務是null，其實里面會去取任務隊列里的任務執(zhí)行
        }
        else if (!addWorker(command, false))//第三步：加入不了隊列（即隊列滿了），嘗試啟動非核心線程
            reject(command);//如果啟動不了非核心線程執(zhí)行，說明到達了最大線程數(shù)量的限制，會使用第7個參數(shù)拋出異常
    }

代碼并不多，主要分三個步驟，其中有兩個靜態(tài)方法經(jīng)常被用到，主要用來判斷線程池的狀態(tài)和有效線程數(shù)量：

// 獲取運行狀態(tài)
private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; }
// 獲取活動線程數(shù)
private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY; }

總結一下，execute的執(zhí)行邏輯就是：

• 如果 當前活動線程數(shù) < 指定的核心線程數(shù)，則創(chuàng)建并啟動一個線程來執(zhí)行新提交的任務（此時新建的線程相當于核心線程）；

• 如果 當前活動線程數(shù) >= 指定的核心線程數(shù)，且緩存隊列未滿，則將任務添加到緩存隊列中；

• 如果 當前活動線程數(shù) >= 指定的核心線程數(shù)，且緩存隊列已滿，則創(chuàng)建并啟動一個線程來執(zhí)行新提交的任務（此時新建的線程相當于非核心線程）；

從代碼中我們也可以看出，即便當前活動的線程有空閑的，只要這個活動的線程數(shù)量小于設定的核心線程數(shù)，那么依舊會啟動一個新線程來執(zhí)行任務。也就是說不會去復用任何線程。在execute方法里面我們沒有看到線程復用的影子，那么我們繼續(xù)來看看addWorker方法。

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
        retry:
        for (;;) {
            int c = ctl.get();
            int rs = runStateOf(c);
 
            // Check if queue empty only if necessary.
            if (rs >= SHUTDOWN &&
                ! (rs == SHUTDOWN &&
                   firstTask == null &&
                   ! workQueue.isEmpty()))
                return false;
 
            for (;;) {
                int wc = workerCountOf(c);
                if (wc >= CAPACITY ||
                    wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
                    return false;
                if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
                    break retry;
                c = ctl.get();  // Re-read ctl
                if (runStateOf(c) != rs)
                    continue retry;
                // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
            }
        }
        //前面都是線程池狀態(tài)的判斷，暫時不理會，主要看下面兩個關鍵的地方
        boolean workerStarted = false;
        boolean workerAdded = false;
        Worker w = null;
        try {
            w = new Worker(firstTask); // 新建一個Worker對象，這個對象包含了待執(zhí)行的任務，并且新建一個線程
            final Thread t = w.thread;
            if (t != null) {
                final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
                mainLock.lock();
                try {
                    // Recheck while holding lock.
                    // Back out on ThreadFactory failure or if
                    // shut down before lock acquired.
                    int rs = runStateOf(ctl.get());
 
                    if (rs < SHUTDOWN ||
                        (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
                        if (t.isAlive()) // precheck that t is startable
                            throw new IllegalThreadStateException();
                        workers.add(w);
                        int s = workers.size();
                        if (s > largestPoolSize)
                            largestPoolSize = s;
                        workerAdded = true;
                    }
                } finally {
                    mainLock.unlock();
                }
                if (workerAdded) {
                    t.start(); // 啟動剛創(chuàng)建的worker對象里面的thread執(zhí)行
                    workerStarted = true;
                }
            }
        } finally {
            if (! workerStarted)
                addWorkerFailed(w);
        }
        return workerStarted;
    }

方法雖然有點長，但是我們只考慮兩個關鍵的地方，先是創(chuàng)建一個worker對象，創(chuàng)建成功后，對線程池狀態(tài)判斷成功后，就去執(zhí)行該worker對象的thread的啟動。也就是說在這個方法里面啟動了一個關聯(lián)到worker的線程，但是這個線程是如何執(zhí)行我們傳進來的runnable任務的呢？接下來看看這個Worker對象到底做了什么。

private final class Worker
        extends AbstractQueuedSynchronizer
        implements Runnable
    {
        /**
         * This class will never be serialized, but we provide a
         * serialVersionUID to suppress a javac warning.
         */
        private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;
 
        /** Thread this worker is running in.  Null if factory fails. */
        final Thread thread;
        /** Initial task to run.  Possibly null. */
        Runnable firstTask;
        /** Per-thread task counter */
        volatile long completedTasks;
 
        /**
         * Creates with given first task and thread from ThreadFactory.
         * @param firstTask the first task (null if none)
         */
        Worker(Runnable firstTask) {
            setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
            this.firstTask = firstTask;
            this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
        }
 
        /** Delegates main run loop to outer runWorker. */
        public void run() {
            runWorker(this);
        }
 
        // Lock methods
        //
        // The value 0 represents the unlocked state.
        // The value 1 represents the locked state.
 
        protected boolean isHeldExclusively() {
            return getState() != 0;
        }
 
        protected boolean tryAcquire(int unused) {
            if (compareAndSetState(0, 1)) {
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
                return true;
            }
            return false;
        }
 
        protected boolean tryRelease(int unused) {
            setExclusiveOwnerThread(null);
            setState(0);
            return true;
        }
 
        public void lock()        { acquire(1); }
        public boolean tryLock()  { return tryAcquire(1); }
        public void unlock()      { release(1); }
        public boolean isLocked() { return isHeldExclusively(); }
 
        void interruptIfStarted() {
            Thread t;
            if (getState() >= 0 && (t = thread) != null && !t.isInterrupted()) {
                try {
                    t.interrupt();
                } catch (SecurityException ignore) {
                }
            }
        }
    }

最重要的構造方法：

Worker(Runnable firstTask) { // worker本身實現(xiàn)了Runnable接口
            setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
            this.firstTask = firstTask; // 持有外部傳進來的runnable任務
            //創(chuàng)建了一個thread對象，并把自身這個runnable對象給了thread，一旦該thread執(zhí)行start方法，就會執(zhí)行worker的run方法
            this.thread = getThreadFactory().newThread(this); 
        }

在addWorker方法中執(zhí)行的t.start會去執(zhí)行worker的run方法：

public void run() {
   runWorker(this);
}

run方法又執(zhí)行了ThreadPoolExecutor的runWorker方法，把當前worker對象傳入。

final void runWorker(Worker w) {
        Thread wt = Thread.currentThread();
        Runnable task = w.firstTask; // 取出worker的runnable任務
        w.firstTask = null;
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
            // 循環(huán)不斷的判斷任務是否為空，當?shù)谝粋€判斷為false的時候，即task為null，這個task啥時候為null呢？
            // 要么w.firstTask為null，還記得我們在execute方法第二步的時候，執(zhí)行addWorker的時候傳進來的runnable是null嗎？
            // 要么是執(zhí)行了一遍while循環(huán)，在下面的finally中執(zhí)行了task=null；
            // 或者執(zhí)行第二個判斷，一旦不為空就會繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)里的代碼。
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
                w.lock();
                // If pool is stopping, ensure thread is interrupted;
                // if not, ensure thread is not interrupted.  This
                // requires a recheck in second case to deal with
                // shutdownNow race while clearing interrupt
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
                        task.run(); // 任務不為空，就會執(zhí)行任務的run方法，也就是runnable的run方法
                    } catch (RuntimeException x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Error x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Throwable x) {
                        thrown = x; throw new Error(x);
                    } finally {
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                    task = null; // 執(zhí)行完成置null，繼續(xù)下一個循環(huán)
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                }
            }
            completedAbruptly = false;
        } finally {
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        }
    }

方法比較長，歸納起來就三步：

1. 從worker中取出runnable（這個對象有可能是null，見注釋中的解釋）；

2. 進入while循環(huán)判斷，判斷當前worker中的runnable，或者通過getTask得到的runnable是否為空，不為空的情況下，就執(zhí)行run；

3. 執(zhí)行完成把runnable任務置為null。

假如我們不考慮此方法里面的while循環(huán)的第二個判斷，在我們的線程開啟的時候，順序執(zhí)行了runWorker方法后，當前worker的run就執(zhí)行完成了。

既然執(zhí)行完了那么這個線程也就沒用了，只有等待虛擬機銷毀了。那么回顧一下我們的目標：Java線程池中的線程是如何被重復利用的？好像并沒有重復利用啊，新建一個線程，執(zhí)行一個任務，然后就結束了，銷毀了。沒什么特別的啊，難道有什么地方漏掉了，被忽略了？

仔細回顧下該方法中的while循環(huán)的第二個判斷（task = getTask）！=null

玄機就在getTask方法中。

private Runnable getTask() {
        boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?
 
        for (;;) {
            int c = ctl.get();
            int rs = runStateOf(c);
 
            // Check if queue empty only if necessary.
            if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
                decrementWorkerCount();
                return null;
            }
 
            int wc = workerCountOf(c);
 
            // timed變量用于判斷是否需要進行超時控制。
            // allowCoreThreadTimeOut默認是false，也就是核心線程不允許進行超時；
            // wc > corePoolSize，表示當前線程池中的線程數(shù)量大于核心線程數(shù)量；
            // 對于超過核心線程數(shù)量的這些線程或者允許核心線程進行超時控制的時候，需要進行超時控制
            // Are workers subject to culling?
            boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
 
            // 如果需要進行超時控制，且上次從緩存隊列中獲取任務時發(fā)生了超時（timedOut開始為false，后面的循環(huán)末尾超時時會置為true)
            // 或者當前線程數(shù)量已經(jīng)超過了最大線程數(shù)量，那么嘗試將workerCount減1,即當前活動線程數(shù)減1，
            if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
                && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
                // 如果減1成功，則返回null，這就意味著runWorker()方法中的while循環(huán)會被退出，其對應的線程就要銷毀了，也就是線程池中少了一個線程了
                if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
                    return null;
                continue;
            }
 
            try {
                // 注意workQueue中的poll()方法與take()方法的區(qū)別
                //poll方式取任務的特點是從緩存隊列中取任務,最長等待keepAliveTime的時長，取不到返回null
                //take方式取任務的特點是從緩存隊列中取任務，若隊列為空,則進入阻塞狀態(tài)，直到能取出對象為止
                Runnable r = timed ?
                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                    workQueue.take();
                if (r != null)
                    return r;
                timedOut = true; // 能走到這里說明已經(jīng)超時了
            } catch (InterruptedException retry) {
                timedOut = false;
            }
        }
    }

注釋已經(jīng)很清楚了，getTask的作用就是，在當前線程中：

1，如果當前線程池線程數(shù)量大于核心線程數(shù)量或者設置了對核心線程進行超時控制的話（此時相當于對所有線程進行超時控制），就會去任務隊列獲取超時時間內(nèi)的任務（隊列的poll方法），獲取到的話就會繼續(xù)執(zhí)行任務，也就是執(zhí)行runWorker方法中的while循環(huán)里的任務的run方法，執(zhí)行完成后，又繼續(xù)進入getTask從任務隊列中獲取下一個任務。

如果在超時時間內(nèi)沒有獲取到任務，就會走到getTask的倒數(shù)第三行，設置timeOut標記為true，此時繼續(xù)進入getTask的for循環(huán)中，由于超時了，那么就會進入嘗試去去對線程數(shù)量-1操作，-1成功了，就直接返回一個null的任務，這樣就回到了當前線程執(zhí)行的runWorker方法中，該方法的while循環(huán)判斷getTask為空，直接退出循環(huán)，這樣當前線程就執(zhí)行完成了，意味著要被銷毀了，這樣自然就會被回收器擇時回收了。也就是線程池中少了一個線程了。因此只要線程池中的線程數(shù)大于核心線程數(shù)（或者核心線程也允許超時）就會這樣一個一個地銷毀這些多余的線程。

2，如果當前活動線程數(shù)小于等于核心線程數(shù)（或者不允許核心線程超時），同樣也是去緩存隊列中取任務，但當緩存隊列中沒任務了，就會進入阻塞狀態(tài)（隊列的take方法），直到能取出任務為止（也就是隊列中被新添加了任務時），因此這個線程是處于阻塞狀態(tài)的，并不會因為緩存隊列中沒有任務了而被銷毀。這樣就保證了線程池有N個線程是活的，可以隨時處理任務，從而達到重復利用的目的。

綜上所述，線程之所以能達到復用，就是在當前線程執(zhí)行的runWorker方法中有個while循環(huán)，while循環(huán)的第一個判斷條件是執(zhí)行當前線程關聯(lián)的Worker對象中的任務，執(zhí)行一輪后進入while循環(huán)的第二個判斷條件getTask()，從任務隊列中取任務，取這個任務的過程要么是一直阻塞的，要么是阻塞一定時間直到超時才結束的，超時到了的時候這個線程也就走到了生命的盡頭。

然而在我們開始分析execute的時候，這個方法中的三個部分都會調(diào)用addWorker去執(zhí)行任務，在addWorker方法中都會去新建一個線程來執(zhí)行任務，這樣的話是不是每次execute都是去創(chuàng)建線程了？事實上，復用機制跟線程池的阻塞隊列有很大關系，我們可以看到，在execute在核心線程滿了，但是隊列不滿的時候會把任務加入到隊列中，一旦加入成功，之前被阻塞的線程就會被喚醒去執(zhí)行新的任務，這樣就不會重新創(chuàng)建線程了。

我們用個例子來看下：

假設我們有這么一個ThreadPoolExecutor，核心線程數(shù)設置為5（不允許核心線程超時），最大線程數(shù)設置為10，超時時間為20s，線程隊列是LinkedBlockingDeque（相當于是個無界隊列）。

當我們給這個線程池陸續(xù)添加任務，前5個任務執(zhí)行的時候，會執(zhí)行到我們之前分析的execute方法的第一步部分，會陸續(xù)創(chuàng)建5個線程做為核心線程執(zhí)行任務，當前線程里面的5個關聯(lián)的任務執(zhí)行完成后，會進入各自的while循環(huán)的第二個判斷getTask中去取隊列中的任務，假設當前沒有新的任務過來也就是沒有執(zhí)行execute方法，那么這5個線程就會在workQueue.take()處一直阻塞的。這個時候，我們執(zhí)行execute加入一個任務，即第6個任務，這個時候會進入execute的第二部分，將任務加入到隊列中，一旦加入隊列，之前阻塞的5個線程其中一個就會被喚醒取出新加入的任務執(zhí)行了。（這里有個execute的第二部分的后半段執(zhí)行重復校驗的代碼即addWorker（傳入null任務），目前還沒搞明白是怎么回事）。

在我們這個例子中，由于隊列是無界的，所以始終不會執(zhí)行到execute的第三部分即啟動非核心線程，假如我們設置隊列為有界的，那么必然就會執(zhí)行到這里了。

小結

通過以上的分析，應該算是比較清楚地解答了“線程池中的核心線程是如何被重復利用的”這個問題，同時也對線程池的實現(xiàn)機制有了更進一步的理解：

當有新任務來的時候，先看看當前的線程數(shù)有沒有超過核心線程數(shù)，如果沒超過就直接新建一個線程來執(zhí)行新的任務，如果超過了就看看緩存隊列有沒有滿，沒滿就將新任務放進緩存隊列中，滿了就新建一個線程來執(zhí)行新的任務，如果線程池中的線程數(shù)已經(jīng)達到了指定的最大線程數(shù)了，那就根據(jù)相應的策略拒絕任務。

當緩存隊列中的任務都執(zhí)行完了的時候，線程池中的線程數(shù)如果大于核心線程數(shù)，就銷毀多出來的線程，直到線程池中的線程數(shù)等于核心線程數(shù)。此時這些線程就不會被銷毀了，它們一直處于阻塞狀態(tài)，等待新的任務到來。

注意： 本文所說的“核心線程”、“非核心線程”是一個虛擬的概念，是為了方便描述而虛擬出來的概念，在代碼中并沒有哪個線程被標記為“核心線程”或“非核心線程”，所有線程都是一樣的，只是當線程池中的線程多于指定的核心線程數(shù)量時，會將多出來的線程銷毀掉，池中只保留指定個數(shù)的線程。那些被銷毀的線程是隨機的，可能是第一個創(chuàng)建的線程，也可能是最后一個創(chuàng)建的線程，或其它時候創(chuàng)建的線程。一開始我以為會有一些線程被標記為“核心線程”，而其它的則是“非核心線程”，在銷毀多余線程的時候只銷毀那些“非核心線程”，而“核心線程”不被銷毀。這種理解是錯誤的。