面試官：詳細(xì)說(shuō)一下Java線程池，從設(shè)計(jì)思想到源碼解讀！

今天說(shuō)一說(shuō)，線程池，從設(shè)計(jì)思想到源碼解析。

前言

各位小伙伴兒，春節(jié)已經(jīng)結(jié)束了，在此獻(xiàn)上一篇肝了一個(gè)春節(jié)假期的遲來(lái)的拜年之作，希望讀者朋友們都能有收獲。多多點(diǎn)贊、評(píng)論、收藏！

初識(shí)線程池

我們知道，線程的創(chuàng)建和銷毀都需要映射到操作系統(tǒng)，因此其代價(jià)是比較高昂的。出于避免頻繁創(chuàng)建、銷毀線程以及方便線程管理的需要，線程池應(yīng)運(yùn)而生。

線程池優(yōu)勢(shì)

• 「降低資源消耗」：線程池通常會(huì)維護(hù)一些線程（數(shù)量為 corePoolSize），這些線程被重復(fù)使用來(lái)執(zhí)行不同的任務(wù)，任務(wù)完成后不會(huì)銷毀。在待處理任務(wù)量很大的時(shí)候，通過(guò)對(duì)線程資源的復(fù)用，避免了線程的頻繁創(chuàng)建與銷毀，從而降低了系統(tǒng)資源消耗。
• 「提高響應(yīng)速度」：由于線程池維護(hù)了一批 alive 狀態(tài)的線程，當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，不需要再創(chuàng)建線程，而是直接由這些線程去執(zhí)行任務(wù)，從而減少了任務(wù)的等待時(shí)間。
• 「提高線程的可管理性」：使用線程池可以對(duì)線程進(jìn)行統(tǒng)一的分配，調(diào)優(yōu)和監(jiān)控。

線程池設(shè)計(jì)思路

有句話叫做藝術(shù)來(lái)源于生活，編程語(yǔ)言也是如此，很多設(shè)計(jì)思想能映射到日常生活中，比如面向?qū)ο笏枷搿⒎庋b、繼承，等等。今天我們要說(shuō)的線程池，它同樣可以在現(xiàn)實(shí)世界找到對(duì)應(yīng)的實(shí)體——工廠。

先假想一個(gè)工廠的生產(chǎn)流程：

工廠中有固定的一批工人，稱為正式工人，工廠接收的訂單由這些工人去完成。當(dāng)訂單增加，正式工人已經(jīng)忙不過(guò)來(lái)了，工廠會(huì)將生產(chǎn)原料暫時(shí)堆積在倉(cāng)庫(kù)中，等有空閑的工人時(shí)再處理（因?yàn)楣と丝臻e了也不會(huì)主動(dòng)處理倉(cāng)庫(kù)中的生產(chǎn)任務(wù)，所以需要調(diào)度員實(shí)時(shí)調(diào)度）。倉(cāng)庫(kù)堆積滿了后，訂單還在增加怎么辦？工廠只能臨時(shí)擴(kuò)招一批工人來(lái)應(yīng)對(duì)生產(chǎn)高峰，而這批工人高峰結(jié)束后是要清退的，所以稱為臨時(shí)工。當(dāng)時(shí)臨時(shí)工也以招滿后（受限于工位限制，臨時(shí)工數(shù)量有上限），后面的訂單只能忍痛拒絕了。

我們做如下一番映射：

• 工廠——線程池
• 訂單——任務(wù)（Runnable）
• 正式工人——核心線程
• 臨時(shí)工——普通線程
• 倉(cāng)庫(kù)——任務(wù)隊(duì)列
• 調(diào)度員——getTask()

?

getTask()是一個(gè)方法，將任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)調(diào)度給空閑線程，在解讀線程池有詳細(xì)介紹

?

映射后，形成線程池流程圖如下，兩者是不是有異曲同工之妙？

這樣，線程池的工作原理或者說(shuō)流程就很好理解了，提煉成一個(gè)簡(jiǎn)圖：

深入線程池

那么接下來(lái)，問(wèn)題來(lái)了，線程池是具體如何實(shí)現(xiàn)這套工作機(jī)制的呢？從Java線程池Executor框架體系可以看出：線程池的真正實(shí)現(xiàn)類是ThreadPoolExecutor，因此我們接下來(lái)重點(diǎn)研究這個(gè)類。

構(gòu)造方法

研究一個(gè)類，先從它的構(gòu)造方法開(kāi)始。ThreadPoolExecutor提供了4個(gè)有參構(gòu)造方法：

public?ThreadPoolExecutor(int?corePoolSize,
??????????????????????????int?maximumPoolSize,
??????????????????????????long?keepAliveTime,
??????????????????????????TimeUnit?unit,
??????????????????????????BlockingQueue?workQueue)?{
????this(corePoolSize,?maximumPoolSize,?keepAliveTime,?unit,?workQueue,
?????????????Executors.defaultThreadFactory(),?defaultHandler);
}

public?ThreadPoolExecutor(int?corePoolSize,
??????????????????????????int?maximumPoolSize,
??????????????????????????long?keepAliveTime,
??????????????????????????TimeUnit?unit,
??????????????????????????BlockingQueue?workQueue,
??????????????????????????ThreadFactory?threadFactory)?{
????this(corePoolSize,?maximumPoolSize,?keepAliveTime,?unit,?workQueue,
?????????????threadFactory,?defaultHandler);
}

public?ThreadPoolExecutor(int?corePoolSize,
??????????????????????????int?maximumPoolSize,
??????????????????????????long?keepAliveTime,
??????????????????????????TimeUnit?unit,
??????????????????????????BlockingQueue?workQueue,
??????????????????????????RejectedExecutionHandler?handler)?{
????this(corePoolSize,?maximumPoolSize,?keepAliveTime,?unit,?workQueue,
?????????????Executors.defaultThreadFactory(),?handler);
}

public?ThreadPoolExecutor(int?corePoolSize,
??????????????????????????int?maximumPoolSize,
??????????????????????????long?keepAliveTime,
??????????????????????????TimeUnit?unit,
??????????????????????????BlockingQueue?workQueue,
??????????????????????????ThreadFactory?threadFactory,
??????????????????????????RejectedExecutionHandler?handler)?{
????if?(corePoolSize?0?||
????????maximumPoolSize?<=?0?||
????????maximumPoolSize?????????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;
}

解釋一下構(gòu)造方法中涉及到的參數(shù)：

• 「corePoolSize」（必需）：核心線程數(shù)。即池中一直保持存活的線程數(shù)，即使這些線程處于空閑。但是將allowCoreThreadTimeOut參數(shù)設(shè)置為true后，核心線程處于空閑一段時(shí)間以上，也會(huì)被回收。
• 「maximumPoolSize」（必需）：池中允許的最大線程數(shù)。當(dāng)核心線程全部繁忙且任務(wù)隊(duì)列打滿之后，線程池會(huì)臨時(shí)追加線程，直到總線程數(shù)達(dá)到maximumPoolSize這個(gè)上限。
• 「keepAliveTime」（必需）：線程空閑超時(shí)時(shí)間。當(dāng)非核心線程處于空閑狀態(tài)的時(shí)間超過(guò)這個(gè)時(shí)間后，該線程將被回收。將allowCoreThreadTimeOut參數(shù)設(shè)置為true后，核心線程也會(huì)被回收。
• 「unit」（必需）：keepAliveTime參數(shù)的時(shí)間單位。有：TimeUnit.DAYS（天）、TimeUnit.HOURS（小時(shí)）、TimeUnit.MINUTES（分鐘）、「TimeUnit.SECONDS（秒）」、「TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）」、TimeUnit.MICROSECONDS（微秒）、TimeUnit.NANOSECONDS（納秒）
• 「workQueue」（必需）：任務(wù)隊(duì)列，采用阻塞隊(duì)列實(shí)現(xiàn)。當(dāng)核心線程全部繁忙時(shí)，后續(xù)由execute方法提交的Runnable將存放在任務(wù)隊(duì)列中，等待被線程處理。
• 「threadFactory」（可選）：線程工廠。指定線程池創(chuàng)建線程的方式。
• 「handler」（可選）：拒絕策略。當(dāng)線程池中線程數(shù)達(dá)到maximumPoolSize且workQueue打滿時(shí)，后續(xù)提交的任務(wù)將被拒絕，handler可以指定用什么方式拒絕任務(wù)。

放到一起再看一下：

任務(wù)隊(duì)列

使用ThreadPoolExecutor需要指定一個(gè)實(shí)現(xiàn)了BlockingQueue接口的任務(wù)等待隊(duì)列。在ThreadPoolExecutor線程池的API文檔中，一共推薦了三種等待隊(duì)列，它們是：SynchronousQueue、LinkedBlockingQueue和ArrayBlockingQueue；

1. 「SynchronousQueue」：同步隊(duì)列。這是一個(gè)內(nèi)部沒(méi)有任何容量的阻塞隊(duì)列，任何一次插入操作的元素都要等待相對(duì)的刪除/讀取操作，否則進(jìn)行插入操作的線程就要一直等待，反之亦然。
2. 「LinkedBlockingQueue」：無(wú)界隊(duì)列（嚴(yán)格來(lái)說(shuō)并非無(wú)界，上限是Integer.MAX_VALUE），基于鏈表結(jié)構(gòu)。使用無(wú)界隊(duì)列后，當(dāng)核心線程都繁忙時(shí)，后續(xù)任務(wù)可以無(wú)限加入隊(duì)列，因此線程池中線程數(shù)不會(huì)超過(guò)核心線程數(shù)。這種隊(duì)列可以提高線程池吞吐量，但代價(jià)是犧牲內(nèi)存空間，甚至?xí)?dǎo)致內(nèi)存溢出。另外，使用它時(shí)可以指定容量，這樣它也就是一種有界隊(duì)列了。
3. 「ArrayBlockingQueue」：有界隊(duì)列，基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)。在線程池初始化時(shí)，指定隊(duì)列的容量，后續(xù)無(wú)法再調(diào)整。這種有界隊(duì)列有利于防止資源耗盡，但可能更難調(diào)整和控制。

另外，Java還提供了另外4種隊(duì)列：

1. 「PriorityBlockingQueue」：支持優(yōu)先級(jí)排序的無(wú)界阻塞隊(duì)列。存放在PriorityBlockingQueue中的元素必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口，這樣才能通過(guò)實(shí)現(xiàn)compareTo()方法進(jìn)行排序。優(yōu)先級(jí)最高的元素將始終排在隊(duì)列的頭部；PriorityBlockingQueue不會(huì)保證優(yōu)先級(jí)一樣的元素的排序，也不保證當(dāng)前隊(duì)列中除了優(yōu)先級(jí)最高的元素以外的元素，隨時(shí)處于正確排序的位置。
2. 「DelayQueue」：延遲隊(duì)列。基于二叉堆實(shí)現(xiàn)，同時(shí)具備：無(wú)界隊(duì)列、阻塞隊(duì)列、優(yōu)先隊(duì)列的特征。DelayQueue延遲隊(duì)列中存放的對(duì)象，必須是實(shí)現(xiàn)Delayed接口的類對(duì)象。通過(guò)執(zhí)行時(shí)延從隊(duì)列中提取任務(wù)，時(shí)間沒(méi)到任務(wù)取不出來(lái)。更多內(nèi)容請(qǐng)見(jiàn)DelayQueue：面試官：談?wù)凧ava中的阻塞延遲隊(duì)列DelayQueue原理和用法。
3. 「LinkedBlockingDeque」：雙端隊(duì)列。基于鏈表實(shí)現(xiàn)，既可以從尾部插入/取出元素，還可以從頭部插入元素/取出元素。
4. 「LinkedTransferQueue」：由鏈表結(jié)構(gòu)組成的無(wú)界阻塞隊(duì)列。這個(gè)隊(duì)列比較特別的時(shí)，采用一種預(yù)占模式，意思就是消費(fèi)者線程取元素時(shí)，如果隊(duì)列不為空，則直接取走數(shù)據(jù)，若隊(duì)列為空，那就生成一個(gè)節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)元素為null）入隊(duì)，然后消費(fèi)者線程被等待在這個(gè)節(jié)點(diǎn)上，后面生產(chǎn)者線程入隊(duì)時(shí)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)元素為null的節(jié)點(diǎn)，生產(chǎn)者線程就不入隊(duì)了，直接就將元素填充到該節(jié)點(diǎn)，并喚醒該節(jié)點(diǎn)等待的線程，被喚醒的消費(fèi)者線程取走元素。

拒絕策略

線程池有一個(gè)重要的機(jī)制：拒絕策略。當(dāng)線程池workQueue已滿且無(wú)法再創(chuàng)建新線程池時(shí)，就要拒絕后續(xù)任務(wù)了。拒絕策略需要實(shí)現(xiàn)RejectedExecutionHandler接口，不過(guò)Executors框架已經(jīng)為我們實(shí)現(xiàn)了4種拒絕策略：

1. 「AbortPolicy」（默認(rèn)）：丟棄任務(wù)并拋出RejectedExecutionException異常。
2. 「CallerRunsPolicy」：直接運(yùn)行這個(gè)任務(wù)的run方法，但并非是由線程池的線程處理，而是交由任務(wù)的調(diào)用線程處理。
3. 「DiscardPolicy」：直接丟棄任務(wù)，不拋出任何異常。
4. 「DiscardOldestPolicy」：將當(dāng)前處于等待隊(duì)列列頭的等待任務(wù)強(qiáng)行取出，然后再試圖將當(dāng)前被拒絕的任務(wù)提交到線程池執(zhí)行。

線程工廠指定創(chuàng)建線程的方式，這個(gè)參數(shù)不是必選項(xiàng)，Executors類已經(jīng)為我們非常貼心地提供了一個(gè)默認(rèn)的線程工廠：

/**
?*?The?default?thread?factory
?*/
static?class?DefaultThreadFactory?implements?ThreadFactory?{
????private?static?final?AtomicInteger?poolNumber?=?new?AtomicInteger(1);
????private?final?ThreadGroup?group;
????private?final?AtomicInteger?threadNumber?=?new?AtomicInteger(1);
????private?final?String?namePrefix;

????DefaultThreadFactory()?{
????????SecurityManager?s?=?System.getSecurityManager();
????????group?=?(s?!=?null)???s.getThreadGroup()?:
??????????????????????????????Thread.currentThread().getThreadGroup();
????????namePrefix?=?"pool-"?+
??????????????????????poolNumber.getAndIncrement()?+
?????????????????????"-thread-";
????}

????public?Thread?newThread(Runnable?r)?{
????????Thread?t?=?new?Thread(group,?r,
??????????????????????????????namePrefix?+?threadNumber.getAndIncrement(),
??????????????????????????????0);
????????if?(t.isDaemon())
????????????t.setDaemon(false);
????????if?(t.getPriority()?!=?Thread.NORM_PRIORITY)
????????????t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
????????return?t;
????}
}

線程池狀態(tài)

線程池有5種狀態(tài)：

volatile?int?runState;
//?runState?is?stored?in?the?high-order?bits
private?static?final?int?RUNNING????=?-1?<private?static?final?int?SHUTDOWN???=??0?<private?static?final?int?STOP???????=??1?<private?static?final?int?TIDYING????=??2?<private?static?final?int?TERMINATED?=??3?<

runState表示當(dāng)前線程池的狀態(tài)，它是一個(gè) volatile 變量用來(lái)保證線程之間的可見(jiàn)性。

下面的幾個(gè)static final變量表示runState可能的幾個(gè)取值，有以下幾個(gè)狀態(tài)：

• 「RUNNING」：當(dāng)創(chuàng)建線程池后，初始時(shí)，線程池處于RUNNING狀態(tài)；
• 「SHUTDOWN」：如果調(diào)用了shutdown()方法，則線程池處于SHUTDOWN狀態(tài)，此時(shí)線程池不能夠接受新的任務(wù)，它會(huì)等待所有任務(wù)執(zhí)行完畢；
• 「STOP」：如果調(diào)用了shutdownNow()方法，則線程池處于STOP狀態(tài)，此時(shí)線程池不能接受新的任務(wù)，并且會(huì)去嘗試終止正在執(zhí)行的任務(wù)；
• 「TERMINATED」：當(dāng)線程池處于SHUTDOWN或STOP狀態(tài)，并且所有工作線程已經(jīng)銷毀，任務(wù)緩存隊(duì)列已經(jīng)清空或執(zhí)行結(jié)束后，線程池被設(shè)置為TERMINATED狀態(tài)。

初始化&容量調(diào)整&關(guān)閉

「1、線程初始化」

默認(rèn)情況下，創(chuàng)建線程池之后，線程池中是沒(méi)有線程的，需要提交任務(wù)之后才會(huì)創(chuàng)建線程。

在實(shí)際中如果需要線程池創(chuàng)建之后立即創(chuàng)建線程，可以通過(guò)以下兩個(gè)方法辦到：

• 「prestartCoreThread()」：boolean prestartCoreThread()，初始化一個(gè)核心線程
• 「prestartAllCoreThreads()」：int prestartAllCoreThreads()，初始化所有核心線程，并返回初始化的線程數(shù)

public?boolean?prestartCoreThread()?{
????return?addIfUnderCorePoolSize(null);?//注意傳進(jìn)去的參數(shù)是null
}

public?int?prestartAllCoreThreads()?{
????int?n?=?0;
????while?(addIfUnderCorePoolSize(null))//注意傳進(jìn)去的參數(shù)是null
????????++n;
????return?n;
}

「2、線程池關(guān)閉」

ThreadPoolExecutor提供了兩個(gè)方法，用于線程池的關(guān)閉：

• 「shutdown()」：不會(huì)立即終止線程池，而是要等所有任務(wù)緩存隊(duì)列中的任務(wù)都執(zhí)行完后才終止，但再也不會(huì)接受新的任務(wù)
• 「shutdownNow()」：立即終止線程池，并嘗試打斷正在執(zhí)行的任務(wù)，并且清空任務(wù)緩存隊(duì)列，返回尚未執(zhí)行的任務(wù)

「3、線程池容量調(diào)整」

ThreadPoolExecutor提供了動(dòng)態(tài)調(diào)整線程池容量大小的方法：

• 「setCorePoolSize」：設(shè)置核心池大小
• 「setMaximumPoolSize」：設(shè)置線程池最大能創(chuàng)建的線程數(shù)目大小

當(dāng)上述參數(shù)從小變大時(shí)，ThreadPoolExecutor進(jìn)行線程賦值，還可能立即創(chuàng)建新的線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)。

使用線程池

ThreadPoolExecutor

通過(guò)構(gòu)造方法使用ThreadPoolExecutor是線程池最直接的使用方式，下面看一個(gè)實(shí)例：

import?java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import?java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import?java.util.concurrent.TimeUnit;

public?class?MyTest?{
?public?static?void?main(String[]?args)?{
??//?創(chuàng)建線程池
??ThreadPoolExecutor?threadPool?=?new?ThreadPoolExecutor(3,?5,?5,?TimeUnit.SECONDS,
????new?ArrayBlockingQueue(5));
??//?向線程池提交任務(wù)
??for?(int?i?=?0;?i????threadPool.execute(new?Runnable()?{
????@Override
????public?void?run()?{
?????for?(int?x?=?0;?x?2;?x++)?{
??????System.out.println(Thread.currentThread().getName()?+?":"?+?x);
??????try?{
???????Thread.sleep(2000);
??????}?catch?(InterruptedException?e)?{
???????e.printStackTrace();
??????}
?????}
????}
???});
??}

??//?關(guān)閉線程池
??threadPool.shutdown();?//?設(shè)置線程池的狀態(tài)為SHUTDOWN，然后中斷所有沒(méi)有正在執(zhí)行任務(wù)的線程
??//?threadPool.shutdownNow();?//?設(shè)置線程池的狀態(tài)為STOP，然后嘗試停止所有的正在執(zhí)行或暫停任務(wù)的線程，并返回等待執(zhí)行任務(wù)的列表，該方法要慎用，容易造成不可控的后果
?}
}

運(yùn)行結(jié)果：

pool-1-thread-2:0
pool-1-thread-1:0
pool-1-thread-3:0
pool-1-thread-2:1
pool-1-thread-3:1
pool-1-thread-1:1

Executors封裝線程池

另外，Executors封裝好了4種常見(jiàn)的功能線程池（還是那么地貼心）：

「1、FixedThreadPool」

固定容量線程池。其特點(diǎn)是最大線程數(shù)就是核心線程數(shù)，意味著線程池只能創(chuàng)建核心線程，keepAliveTime為0，即線程執(zhí)行完任務(wù)立即回收。任務(wù)隊(duì)列未指定容量，代表使用默認(rèn)值Integer.MAX_VALUE。適用于需要控制并發(fā)線程的場(chǎng)景。

//?使用默認(rèn)線程工廠
public?static?ExecutorService?newFixedThreadPool(int?nThreads)?{
????return?new?ThreadPoolExecutor(nThreads,?nThreads,
??????????????????????????????????0L,?TimeUnit.MILLISECONDS,
??????????????????????????????????new?LinkedBlockingQueue());
}
//?需要自定義線程工廠
public?static?ExecutorService?newFixedThreadPool(int?nThreads,?ThreadFactory?threadFactory)?{
????return?new?ThreadPoolExecutor(nThreads,?nThreads,
??????????????????????????????????0L,?TimeUnit.MILLISECONDS,
??????????????????????????????????new?LinkedBlockingQueue(),
??????????????????????????????????threadFactory);
}

使用示例：

//?1.?創(chuàng)建線程池對(duì)象，設(shè)置核心線程和最大線程數(shù)為5
ExecutorService?fixedThreadPool?=?Executors.newFixedThreadPool(5);
//?2.?創(chuàng)建Runnable（任務(wù)）
Runnable?task?=new?Runnable(){
??public?void?run()?{
?????System.out.println(Thread.currentThread().getName()?+?"--->運(yùn)行");
??}
};
//?3.?向線程池提交任務(wù)
fixedThreadPool.execute(task);

「2、 SingleThreadExecutor」

單線程線程池。特點(diǎn)是線程池中只有一個(gè)線程（核心線程），線程執(zhí)行完任務(wù)立即回收，使用有界阻塞隊(duì)列（容量未指定，使用默認(rèn)值Integer.MAX_VALUE）

public?static?ExecutorService?newSingleThreadExecutor()?{
????return?new?FinalizableDelegatedExecutorService
????????(new?ThreadPoolExecutor(1,?1,
????????????????????????????????0L,?TimeUnit.MILLISECONDS,
????????????????????????????????new?LinkedBlockingQueue()));
}
//?為節(jié)省篇幅，省略了自定義線程工廠方式的源碼

使用示例：

//?1.?創(chuàng)建單線程線程池
ExecutorService?singleThreadExecutor?=?Executors.newSingleThreadExecutor();
//?2.?創(chuàng)建Runnable（任務(wù)）
Runnable?task?=?new?Runnable(){
??public?void?run()?{
?????System.out.println(Thread.currentThread().getName()?+?"--->運(yùn)行");
??}
};
//?3.?向線程池提交任務(wù)
singleThreadExecutor.execute(task);

「3、 ScheduledThreadPool」

定時(shí)線程池。指定核心線程數(shù)量，普通線程數(shù)量無(wú)限，線程執(zhí)行完任務(wù)立即回收，任務(wù)隊(duì)列為延時(shí)阻塞隊(duì)列。這是一個(gè)比較特別的線程池，適用于「執(zhí)行定時(shí)或周期性的任務(wù)」。

public?static?ScheduledExecutorService?newScheduledThreadPool(int?corePoolSize)?{
????return?new?ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

//?繼承了?ThreadPoolExecutor
public?class?ScheduledThreadPoolExecutor?extends?ThreadPoolExecutor
????????implements?ScheduledExecutorService?{
????//?構(gòu)造函數(shù)，省略了自定義線程工廠的構(gòu)造函數(shù)
?public?ScheduledThreadPoolExecutor(int?corePoolSize)?{
?????super(corePoolSize,?Integer.MAX_VALUE,?0,?NANOSECONDS,
???????????new?DelayedWorkQueue());
?}
?
?//?延時(shí)執(zhí)行任務(wù)
?public?ScheduledFuture?schedule(Runnable?command,
???????????????????????????????????????long?delay,
???????????????????????????????????????TimeUnit?unit)?{
????????...
????}
?//?定時(shí)執(zhí)行任務(wù)
?public?ScheduledFuture?scheduleAtFixedRate(Runnable?command,
??????????????????????????????????????????????????long?initialDelay,
??????????????????????????????????????????????????long?period,
??????????????????????????????????????????????????TimeUnit?unit)?{...}
}

使用示例：

//?1.?創(chuàng)建定時(shí)線程池
ExecutorService?scheduledThreadPool?=?Executors.newScheduledThreadPool(5);
//?2.?創(chuàng)建Runnable（任務(wù)）
Runnable?task?=?new?Runnable(){
??public?void?run()?{
?????System.out.println(Thread.currentThread().getName()?+?"--->運(yùn)行");
??}
};
//?3.?向線程池提交任務(wù)
scheduledThreadPool.schedule(task,?2,?TimeUnit.SECONDS);?//?延遲2s后執(zhí)行任務(wù)
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(task,50,2000,TimeUnit.MILLISECONDS);//?延遲50ms后、每隔2000ms執(zhí)行任務(wù)

「4、CachedThreadPool」

緩存線程池。沒(méi)有核心線程，普通線程數(shù)量為Integer.MAX_VALUE（可以理解為無(wú)限），線程閑置60s后回收，任務(wù)隊(duì)列使用SynchronousQueue這種無(wú)容量的同步隊(duì)列。適用于「任務(wù)量大但耗時(shí)低」的場(chǎng)景。

public?static?ExecutorService?newCachedThreadPool()?{
????return?new?ThreadPoolExecutor(0,?Integer.MAX_VALUE,
??????????????????????????????????60L,?TimeUnit.SECONDS,
??????????????????????????????????new?SynchronousQueue());
}

使用示例：

//?1.?創(chuàng)建緩存線程池
ExecutorService?cachedThreadPool?=?Executors.newCachedThreadPool();
//?2.?創(chuàng)建Runnable（任務(wù)）
Runnable?task?=?new?Runnable(){
??public?void?run()?{
?????System.out.println(Thread.currentThread().getName()?+?"--->運(yùn)行");
??}
};
//?3.?向線程池提交任務(wù)
cachedThreadPool.execute(task);

解讀線程池

OK，相信前面內(nèi)容閱讀起來(lái)還算輕松愉悅吧，那么從這里開(kāi)始就進(jìn)入深水區(qū)了，如果后面內(nèi)容能吃透，那么線程池知識(shí)就真的被你掌握了。

我們知道，向線程池提交任務(wù)是用ThreadPoolExecutor的execute()方法，但在其內(nèi)部，線程任務(wù)的處理其實(shí)是相當(dāng)復(fù)雜的，涉及到ThreadPoolExecutor、Worker、Thread三個(gè)類的6個(gè)方法：

execute()

在ThreadPoolExecutor類中，任務(wù)提交方法的入口是execute(Runnable command)方法（submit()方法也是調(diào)用了execute()），該方法其實(shí)只在嘗試做一件事：經(jīng)過(guò)各種校驗(yàn)之后，調(diào)用 addWorker(Runnable command,boolean core)方法為線程池創(chuàng)建一個(gè)線程并執(zhí)行任務(wù)，與之相對(duì)應(yīng)，execute() 的結(jié)果有兩個(gè)：

「參數(shù)說(shuō)明：」

1. 「Runnable command」：待執(zhí)行的任務(wù)

「執(zhí)行流程：」

1、通過(guò) ctl.get() 得到線程池的當(dāng)前線程數(shù)，如果線程數(shù)小于corePoolSize，則調(diào)用 addWorker(commond,true)方法創(chuàng)建新的線程執(zhí)行任務(wù)，否則執(zhí)行步驟2；

2、步驟1失敗，說(shuō)明已經(jīng)無(wú)法再創(chuàng)建新線程，那么考慮將任務(wù)放入阻塞隊(duì)列，等待執(zhí)行完任務(wù)的線程來(lái)處理。基于此，判斷線程池是否處于Running狀態(tài)（只有Running狀態(tài)的線程池可以接受新任務(wù)），如果任務(wù)添加到任務(wù)隊(duì)列成功則進(jìn)入步驟3，失敗則進(jìn)入步驟4；

3、來(lái)到這一步需要說(shuō)明任務(wù)已經(jīng)加入任務(wù)隊(duì)列，這時(shí)要二次校驗(yàn)線程池的狀態(tài)，會(huì)有以下情形：

• 線程池不再是Running狀態(tài)了，需要將任務(wù)從任務(wù)隊(duì)列中移除，如果移除成功則拒絕本次任務(wù)
• 線程池是Running狀態(tài)，則判斷線程池工作線程是否為0，是則調(diào)用 addWorker(commond,true)添加一個(gè)沒(méi)有初始任務(wù)的線程（這個(gè)線程將去獲取已經(jīng)加入任務(wù)隊(duì)列的本次任務(wù)并執(zhí)行），否則進(jìn)入步驟4；
• 線程池不是Running狀態(tài)，但從任務(wù)隊(duì)列移除任務(wù)失敗（可能已被某線程獲取？），進(jìn)入步驟4；

4、將線程池?cái)U(kuò)容至maximumPoolSize并調(diào)用 addWorker(commond,false)方法創(chuàng)建新的線程執(zhí)行任務(wù)，失敗則拒絕本次任務(wù)。

「流程圖：」

「源碼詳讀：」

/**
?*?在將來(lái)的某個(gè)時(shí)候執(zhí)行給定的任務(wù)。任務(wù)可以在新線程中執(zhí)行，也可以在現(xiàn)有的池線程中執(zhí)行。
?*?如果由于此執(zhí)行器已關(guān)閉或已達(dá)到其容量而無(wú)法提交任務(wù)以供執(zhí)行，則由當(dāng)前的{@code?RejectedExecutionHandler}處理該任務(wù)。
?*?
?*?@param?command?the?task?to?execute??待執(zhí)行的任務(wù)命令
?*/
public?void?execute(Runnable?command)?{
????if?(command?==?null)
????????throw?new?NullPointerException();
????/*
?????*?Proceed?in?3?steps:
?????*?
?????* 1. 如果運(yùn)行的線程少于corePoolSize，將嘗試以給定的命令作為第一個(gè)任務(wù)啟動(dòng)新線程。
?????*
?????*?2.?如果一個(gè)任務(wù)可以成功排隊(duì)，那么我們?nèi)匀恍枰屑?xì)檢查兩點(diǎn)，其一，我們是否應(yīng)該添加一個(gè)線程
?????*?（因?yàn)樽詮纳洗螜z查至今，一些存在的線程已經(jīng)死亡），其二，線程池狀態(tài)此時(shí)已改變成非運(yùn)行態(tài)。因此，我們重新檢查狀態(tài)，如果檢查不通過(guò)，則移除已經(jīng)入列的任務(wù)，如果檢查通過(guò)且線程池線程數(shù)為0，則啟動(dòng)新線程。
?????*?
?????* 3. 如果無(wú)法將任務(wù)加入任務(wù)隊(duì)列，則將線程池?cái)U(kuò)容到極限容量并嘗試創(chuàng)建一個(gè)新線程，如果失敗則拒絕任務(wù)。
?????*/
????int?c?=?ctl.get();
???
????//?步驟1：判斷線程池當(dāng)前線程數(shù)是否小于線程池大小
????if?(workerCountOf(c)?????????//?增加一個(gè)工作線程并添加任務(wù)，成功則返回，否則進(jìn)行步驟2
????????//?true代表使用coreSize作為邊界約束，否則使用maximumPoolSize
????????if?(addWorker(command,?true))
????????????return;
????????c?=?ctl.get();
????}
????//?步驟2：不滿足workerCountOf(c)?< corePoolSize或addWorker失敗，進(jìn)入步驟2
????//?校驗(yàn)線程池是否是Running狀態(tài)且任務(wù)是否成功放入workQueue（阻塞隊(duì)列）
????if?(isRunning(c)?&&?workQueue.offer(command))?{
????????int?recheck?=?ctl.get();
????????//?再次校驗(yàn)，如果線程池非Running且從任務(wù)隊(duì)列中移除任務(wù)成功，則拒絕該任務(wù)
????????if?(!?isRunning(recheck)?&&?remove(command))
????????????reject(command);
????????//?如果線程池工作線程數(shù)量為0，則新建一個(gè)空任務(wù)的線程
????????else?if?(workerCountOf(recheck)?==?0)
????????????//?如果線程池不是Running狀態(tài)，是加入不進(jìn)去的
????????????addWorker(null,?false);
????}
????//?步驟3：如果線程池不是Running狀態(tài)或任務(wù)入列失敗，嘗試擴(kuò)容maxPoolSize后再次addWorker，失敗則拒絕任務(wù)
????else?if?(!addWorker(command,?false))
????????reject(command);
}

addWorker()

addWorker(Runnable firstTask, boolean core) 方法，顧名思義，向線程池添加一個(gè)帶有任務(wù)的工作線程。

「參數(shù)說(shuō)明：」

1. 「Runnable firstTask」：新創(chuàng)建的線程應(yīng)該首先運(yùn)行的任務(wù)（如果沒(méi)有，則為空）。
2. 「boolean core」：該參數(shù)決定了線程池容量的約束條件，即當(dāng)前線程數(shù)量以何值為極限值。參數(shù)為 true 則使用corePollSize 作為約束值，否則使用maximumPoolSize。

「執(zhí)行流程：」

1、外層循環(huán)判斷線程池的狀態(tài)是否可以新增工作線程。這層校驗(yàn)基于下面兩個(gè)原則：

• 線程池為Running狀態(tài)時(shí)，既可以接受新任務(wù)也可以處理任務(wù)
• 線程池為關(guān)閉狀態(tài)時(shí)只能新增空任務(wù)的工作線程（worker）處理任務(wù)隊(duì)列（workQueue）中的任務(wù)不能接受新任務(wù)

2、內(nèi)層循環(huán)向線程池添加工作線程并返回是否添加成功的結(jié)果。

• 首先校驗(yàn)線程數(shù)是否已經(jīng)超限制，是則返回false，否則進(jìn)入下一步
• 通過(guò)CAS使工作線程數(shù)+1，成功則進(jìn)入步驟3，失敗則再次校驗(yàn)線程池是否是運(yùn)行狀態(tài)，是則繼續(xù)內(nèi)層循環(huán)，不是則返回外層循環(huán)

3、核心線程數(shù)量+1成功的后續(xù)操作：添加到工作線程集合，并啟動(dòng)工作線程

• 首先獲取鎖之后，再次校驗(yàn)線程池狀態(tài)（具體校驗(yàn)規(guī)則見(jiàn)代碼注解），通過(guò)則進(jìn)入下一步，未通過(guò)則添加線程失敗
• 線程池狀態(tài)校驗(yàn)通過(guò)后，再檢查線程是否已經(jīng)啟動(dòng)，是則拋出異常，否則嘗試將線程加入線程池
• 檢查線程是否啟動(dòng)成功，成功則返回true，失敗則進(jìn)入 addWorkerFailed 方法

「流程圖：」

「源碼詳讀：」

private?boolean?addWorker(Runnable?firstTask,?boolean?core)?{
????//?外層循環(huán)：判斷線程池狀態(tài)
????retry:
????for?(;;)?{
????????int?c?=?ctl.get();
????????int?rs?=?runStateOf(c);

????????/**?
?????????*?1.線程池為非Running狀態(tài)（Running狀態(tài)則既可以新增核心線程也可以接受任務(wù)）
?????????*?2.線程為shutdown狀態(tài)且firstTask為空且隊(duì)列不為空
?????????*?3.滿足條件1且條件2不滿足，則返回false
?????????* 4.條件2解讀：線程池為shutdown狀態(tài)時(shí)且任務(wù)隊(duì)列不為空時(shí)，可以新增空任務(wù)的線程來(lái)處理隊(duì)列中的任務(wù)
?????????*/
????????if?(rs?>=?SHUTDOWN?&&
????????????!?(rs?==?SHUTDOWN?&&
???????????????firstTask?==?null?&&
???????????????!?workQueue.isEmpty()))
????????????return?false;

??//?內(nèi)層循環(huán)：線程池添加核心線程并返回是否添加成功的結(jié)果
????????for?(;;)?{
????????????int?wc?=?workerCountOf(c);
????????????//?校驗(yàn)線程池已有線程數(shù)量是否超限：
????????????//?1.線程池最大上限CAPACITY?
????????????//?2.corePoolSize或maximumPoolSize（取決于入?yún)ore）
????????????if?(wc?>=?CAPACITY?||
????????????????wc?>=?(core???corePoolSize?:?maximumPoolSize))?
????????????????return?false;
????????????//?通過(guò)CAS操作使工作線程數(shù)+1，跳出外層循環(huán)
????????????if?(compareAndIncrementWorkerCount(c))?
????????????????break?retry;
????????????//?線程+1失敗，重讀ctl
????????????c?=?ctl.get();???//?Re-read?ctl
????????????//?如果此時(shí)線程池狀態(tài)不再是running，則重新進(jìn)行外層循環(huán)
????????????if?(runStateOf(c)?!=?rs)
????????????????continue?retry;
????????????//?其他?CAS?失敗是因?yàn)楣ぷ骶€程數(shù)量改變了，繼續(xù)內(nèi)層循環(huán)嘗試CAS對(duì)線程數(shù)+1
????????????//?else?CAS?failed?due?to?workerCount?change;?retry?inner?loop
????????}
????}

????/**
?????*?核心線程數(shù)量+1成功的后續(xù)操作：添加到工作線程集合，并啟動(dòng)工作線程
?????*/
????boolean?workerStarted?=?false;
????boolean?workerAdded?=?false;
????Worker?w?=?null;
????try?{
????????final?ReentrantLock?mainLock?=?this.mainLock;
????????w?=?new?Worker(firstTask);
????????final?Thread?t?=?w.thread;
????????if?(t?!=?null)?{
????????????//?下面代碼需要加鎖：線程池主鎖
????????????mainLock.lock();?
????????????try?{
????????????????//?持鎖期間重新檢查，線程工廠創(chuàng)建線程失敗或獲取鎖之前關(guān)閉的情況發(fā)生時(shí)，退出
????????????????int?c?=?ctl.get();
????????????????int?rs?=?runStateOf(c);

????//?再次檢驗(yàn)線程池是否是running狀態(tài)或線程池shutdown但線程任務(wù)為空
????????????????if?(rs?????????????????????(rs?==?SHUTDOWN?&&?firstTask?==?null))?{
????????????????????//?線程已經(jīng)啟動(dòng)，則拋出非法線程狀態(tài)異常
????????????????????//?為什么會(huì)存在這種狀態(tài)呢？未解決
????????????????????if?(t.isAlive())?//?precheck?that?t?is?startable
????????????????????????throw?new?IllegalThreadStateException();
????????????????????workers.add(w);?//加入線程池
????????????????????int?s?=?workers.size();
????????????????????//?如果當(dāng)前工作線程數(shù)超過(guò)線程池曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的最大線程數(shù)，刷新后者值
????????????????????if?(s?>?largestPoolSize)
????????????????????????largestPoolSize?=?s;?
????????????????????workerAdded?=?true;
????????????????}
????????????}?finally?{
????????????????mainLock.unlock();??//?釋放鎖
????????????}
????????????if?(workerAdded)?{?//?工作線程添加成功，啟動(dòng)該線程
????????????????t.start();
????????????????workerStarted?=?true;
????????????}
????????}
????}?finally?{
????????//線程啟動(dòng)失敗，則進(jìn)入addWorkerFailed
????????if?(!?workerStarted)?
????????????addWorkerFailed(w);
????}
????return?workerStarted;
}

Worker類

Worker類是內(nèi)部類，既實(shí)現(xiàn)了Runnable，又繼承了AbstractQueuedSynchronizer（以下簡(jiǎn)稱AQS），所以其既是一個(gè)可執(zhí)行的任務(wù)，又可以達(dá)到鎖的效果。

Worker類主要維護(hù)正在運(yùn)行任務(wù)的線程的中斷控制狀態(tài)，以及其他次要的記錄。這個(gè)類適時(shí)地繼承了AbstractQueuedSynchronizer類，以簡(jiǎn)化獲取和釋放鎖（該鎖作用于每個(gè)任務(wù)執(zhí)行代碼）的過(guò)程。這樣可以防止去中斷正在運(yùn)行中的任務(wù)，只會(huì)中斷在等待從任務(wù)隊(duì)列中獲取任務(wù)的線程。

我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的不可重入互斥鎖，而不是使用可重入鎖，因?yàn)槲覀儾幌Ｍぷ魅蝿?wù)在調(diào)用setCorePoolSize之類的池控制方法時(shí)能夠重新獲取鎖。另外，為了在線程真正開(kāi)始運(yùn)行任務(wù)之前禁止中斷，我們將鎖狀態(tài)初始化為負(fù)值，并在啟動(dòng)時(shí)清除它（在runWorker中）。

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)
?????*/
????//?通過(guò)構(gòu)造函數(shù)初始化，
????Worker(Runnable?firstTask)?{
????????//設(shè)置AQS的同步狀態(tài)
????????// state：鎖狀態(tài)，-1為初始值，0為unlock狀態(tài)，1為lock狀態(tài)
????????setState(-1);?//?inhibit?interrupts?until?runWorker??在調(diào)用runWorker前，禁止中斷
???????
????????this.firstTask?=?firstTask;
????????//?線程工廠創(chuàng)建一個(gè)線程
????????this.thread?=?getThreadFactory().newThread(this);?
????}
?
????/**?Delegates?main?run?loop?to?outer?runWorker??*/
????public?void?run()?{
????????runWorker(this);?//runWorker()是ThreadPoolExecutor的方法
????}
?
????//?Lock?methods
????//?The?value?0?represents?the?unlocked?state.?0代表“沒(méi)被鎖定”狀態(tài)
????//?The?value?1?represents?the?locked?state.?1代表“鎖定”狀態(tài)
?
????protected?boolean?isHeldExclusively()?{
????????return?getState()?!=?0;
????}
?
????/**
?????*?嘗試獲取鎖的方法
?????*?重寫(xiě)AQS的tryAcquire()，AQS本來(lái)就是讓子類來(lái)實(shí)現(xiàn)的
?????*/
????protected?boolean?tryAcquire(int?unused)?{
????????//?判斷原值為0，且重置為1，所以state為-1時(shí)，鎖無(wú)法獲取。
????????//?每次都是0->1，保證了鎖的不可重入性
????????if?(compareAndSetState(0,?1))?{
????????????//?設(shè)置exclusiveOwnerThread=當(dāng)前線程
????????????setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());?
????????????return?true;
????????}
????????return?false;
????}
?
????/**
?????*?嘗試釋放鎖
?????*?不是state-1，而是置為0
?????*/
????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();?}
?
????/**
?????*?中斷（如果運(yùn)行）
?????*?shutdownNow時(shí)會(huì)循環(huán)對(duì)worker線程執(zhí)行
?????*?且不需要獲取worker鎖，即使在worker運(yùn)行時(shí)也可以中斷
?????*/
????void?interruptIfStarted()?{
????????Thread?t;
????????//如果state>=0、t!=null、且t沒(méi)有被中斷
????????//new?Worker()時(shí)state==-1，說(shuō)明不能中斷
????????if?(getState()?>=?0?&&?(t?=?thread)?!=?null?&&?!t.isInterrupted())?{
????????????try?{
????????????????t.interrupt();
????????????}?catch?(SecurityException?ignore)?{
????????????}
????????}
????}
}

runWorker()

可以說(shuō)，runWorker(Worker w) 是線程池中真正處理任務(wù)的方法，前面的execute() 和 addWorker() 都是在為該方法做準(zhǔn)備和鋪墊。

「參數(shù)說(shuō)明：」

1. 「Worker w」：封裝的Worker，攜帶了工作線程的諸多要素，包括Runnable（待處理任務(wù)）、lock（鎖）、completedTasks（記錄線程池已完成任務(wù)數(shù)）

「執(zhí)行流程：」

1、判斷當(dāng)前任務(wù)或者從任務(wù)隊(duì)列中獲取的任務(wù)是否不為空，都為空則進(jìn)入步驟2，否則進(jìn)入步驟3

2、任務(wù)為空，則將completedAbruptly置為false（即線程不是突然終止），并執(zhí)行processWorkerExit(w,completedAbruptly)方法進(jìn)入線程退出程序

3、任務(wù)不為空，則進(jìn)入循環(huán)，并加鎖

4、判斷是否為線程添加中斷標(biāo)識(shí)，以下兩個(gè)條件滿足其一則添加中斷標(biāo)識(shí)：

• 線程池狀態(tài)>=STOP,即STOP或TERMINATED
• 一開(kāi)始判斷線程池狀態(tài)<STOP，接下來(lái)檢查發(fā)現(xiàn)Thread.interrupted()為true，即線程已經(jīng)被中斷，再次檢查線程池狀態(tài)是否>=STOP（以消除該瞬間shutdown方法生效，使線程池處于STOP或TERMINATED）

5、執(zhí)行前置方法 beforeExecute(wt, task)（該方法為空方法，由子類實(shí)現(xiàn)）后執(zhí)行task.run() 方法執(zhí)行任務(wù)（執(zhí)行不成功拋出相應(yīng)異常）

6、執(zhí)行后置方法 afterExecute(task, thrown)（該方法為空方法，由子類實(shí)現(xiàn)）后將線程池已完成的任務(wù)數(shù)+1，并釋放鎖。

7、再次進(jìn)行循環(huán)條件判斷。

「流程圖：」

「源碼詳讀：」

final?void?runWorker(Worker?w)?{
????Thread?wt?=?Thread.currentThread();
????Runnable?task?=?w.firstTask;
????w.firstTask?=?null;
????//?allow?interrupts
????//?new?Worker()是state==-1，此處是調(diào)用Worker類的tryRelease()方法，將state置為0，而interruptIfStarted()中只有state>=0才允許調(diào)用中斷
????w.unlock();?
????????????
????//?線程退出的原因，true是任務(wù)導(dǎo)致，false是線程正常退出
????boolean?completedAbruptly?=?true;?
????try?{
????????//?當(dāng)前任務(wù)和從任務(wù)隊(duì)列中獲取的任務(wù)都為空，方停止循環(huán)
????????while?(task?!=?null?||?(task?=?getTask())?!=?null)?{
????????????//上鎖可以防止在shutdown()時(shí)終止正在運(yùn)行的worker，而不是應(yīng)對(duì)并發(fā)
????????????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
????????????/**
?????????????*?判斷1：確保只有在線程處于stop狀態(tài)且wt未中斷時(shí)，wt才會(huì)被設(shè)置中斷標(biāo)識(shí)
?????????????*?條件1：線程池狀態(tài)>=STOP,即STOP或TERMINATED
?????????????*?條件2：一開(kāi)始判斷線程池狀態(tài)=STOP（以消除該瞬間shutdown方法生效，使線程池處于STOP或TERMINATED），
?????????????*?條件1與條件2任意滿意一個(gè)，且wt不是中斷狀態(tài)，則中斷wt，否則進(jìn)入下一步
?????????????*/
????????????if?((runStateAtLeast(ctl.get(),?STOP)?||
?????????????????(Thread.interrupted()?&&
??????????????????runStateAtLeast(ctl.get(),?STOP)))?&&
????????????????!wt.isInterrupted())
????????????????wt.interrupt();?//當(dāng)前線程調(diào)用interrupt()中斷
?????????????
????????????try?{
????????????????//執(zhí)行前（空方法，由子類重寫(xiě)實(shí)現(xiàn)）
????????????????beforeExecute(wt,?task);
?????????????????
????????????????Throwable?thrown?=?null;
????????????????try?{
????????????????????task.run();
????????????????}?
????????????????catch?(RuntimeException?x)?{
????????????????????thrown?=?x;?throw?x;
????????????????}?
????????????????catch?(Error?x)?{
????????????????????thrown?=?x;?throw?x;
????????????????}?
????????????????catch?(Throwable?x)?{
????????????????????thrown?=?x;?throw?new?Error(x);
????????????????}?
????????????????finally?{
????????????????????//執(zhí)行后（空方法，由子類重寫(xiě)實(shí)現(xiàn)）
????????????????????afterExecute(task,?thrown);?
????????????????}
????????????}?
????????????finally?{
????????????????task?=?null;?
????????????????w.completedTasks++;?//完成任務(wù)數(shù)+1
????????????????w.unlock();?//釋放鎖
????????????}
????????}
????????//?
????????completedAbruptly?=?false;
????}?
????finally?{
????????//處理worker的退出
????????processWorkerExit(w,?completedAbruptly);
????}
}

「5、getTask()」

由函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖可知，在ThreadPoolExecutor類的實(shí)現(xiàn)中，Runnable getTask() 方法是為void runWorker(Worker w)方法服務(wù)的，它的作用就是在任務(wù)隊(duì)列（workQueue）中獲取 task（Runnable）。

「參數(shù)說(shuō)明」：無(wú)參數(shù)

「執(zhí)行流程」：

1. 將timedOut（上次獲取任務(wù)是否超時(shí)）置為false（首次執(zhí)行方法，無(wú)上次，自然為false），進(jìn)入一個(gè)無(wú)限循環(huán)
2. 如果線程池為Shutdown狀態(tài)且任務(wù)隊(duì)列為空（線程池shutdown狀態(tài)可以處理任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)，不再接受新任務(wù)，這個(gè)是重點(diǎn)）或者線程池為STOP或TERMINATED狀態(tài)，則意味著線程池不必再獲取任務(wù)了，當(dāng)前工作線程數(shù)量-1并返回null，否則進(jìn)入步驟3
3. 如果線程池?cái)?shù)量超限制或者時(shí)間超限且（任務(wù)隊(duì)列為空或當(dāng)前線程數(shù)>1），則進(jìn)入步驟4，否則進(jìn)入步驟5。
4. 移除工作線程，成功則返回null，不成功則進(jìn)入下輪循環(huán)。
5. 嘗試用poll() 或者 take()（具體用哪個(gè)取決于timed的值）獲取任務(wù)，如果任務(wù)不為空，則返回該任務(wù)。如果為空，則將timeOut 置為 true進(jìn)入下一輪循環(huán)。如果獲取任務(wù)過(guò)程發(fā)生異常，則將 timeOut置為 false 后進(jìn)入下一輪循環(huán)。

「流程圖」：

「源碼詳讀：」

private?Runnable?getTask()?{
????//?最新一次poll是否超時(shí)
????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.
????????/**
?????????*?條件1：線程池狀態(tài)SHUTDOWN、STOP、TERMINATED狀態(tài)
?????????*?條件2：線程池STOP、TERMINATED狀態(tài)或workQueue為空
?????????*?條件1與條件2同時(shí)為true，則workerCount-1，并且返回null
?????????*?注：條件2是考慮到SHUTDOWN狀態(tài)的線程池不會(huì)接受任務(wù)，但仍會(huì)處理任務(wù)
?????????*/
????????if?(rs?>=?SHUTDOWN?&&?(rs?>=?STOP?||?workQueue.isEmpty()))?{
????????????decrementWorkerCount();
????????????return?null;
????????}

????????int?wc?=?workerCountOf(c);

????????//?Are?workers?subject?to?culling?
????????/**
?????????*?下列兩個(gè)條件滿足任意一個(gè)，則給當(dāng)前正在嘗試獲取任務(wù)的工作線程設(shè)置阻塞時(shí)間限制（超時(shí)會(huì)被銷毀？不太確定這點(diǎn)），否則線程可以一直保持活躍狀態(tài)
?????????* 1.allowCoreThreadTimeOut：當(dāng)前線程是否以keepAliveTime為超時(shí)時(shí)限等待任務(wù)
?????????*?2.當(dāng)前線程數(shù)量已經(jīng)超越了核心線程數(shù)
?????????*/
????????boolean?timed?=?allowCoreThreadTimeOut?||?wc?>?corePoolSize;
????????????
????????//?兩個(gè)條件全部為true，則通過(guò)CAS使工作線程數(shù)-1，即剔除工作線程
????????//?條件1：工作線程數(shù)大于maximumPoolSize，或（工作線程阻塞時(shí)間受限且上次在任務(wù)隊(duì)列拉取任務(wù)超時(shí)）
????????//?條件2：wc > 1或任務(wù)隊(duì)列為空
????????if?((wc?>?maximumPoolSize?||?(timed?&&?timedOut))
????????????&&?(wc?>?1?||?workQueue.isEmpty()))?{
????????????//?移除工作線程，成功則返回null，不成功則進(jìn)入下輪循環(huán)
????????????if?(compareAndDecrementWorkerCount(c))
????????????????return?null;
????????????continue;
????????}

?????//?執(zhí)行到這里，說(shuō)明已經(jīng)經(jīng)過(guò)前面重重校驗(yàn)，開(kāi)始真正獲取task了
????????try?{
????????????//?如果工作線程阻塞時(shí)間受限，則使用poll(),否則使用take()
????????????//?poll()設(shè)定阻塞時(shí)間，而take()無(wú)時(shí)間限制，直到拿到結(jié)果為止
????????????Runnable?r?=?timed??
????????????????workQueue.poll(keepAliveTime,?TimeUnit.NANOSECONDS)?:
????????????????workQueue.take();
????????????//?r不為空，則返回該Runnable
????????????if?(r?!=?null)
????????????????return?r;
????????????//?沒(méi)能獲取到Runable，則將最近獲取任務(wù)是否超時(shí)設(shè)置為true
????????????timedOut?=?true;
????????}?catch?(InterruptedException?retry)?{
????????????//?響應(yīng)中斷，進(jìn)入下一次循環(huán)前將最近獲取任務(wù)超時(shí)狀態(tài)置為false
????????????timedOut?=?false;
????????}
????}
}

processWorkerExit()

processWorkerExit(Worker w, boolean completedAbruptly)執(zhí)行線程退出的方法

「參數(shù)說(shuō)明：」

1. 「Worker w」：要結(jié)束的工作線程。
2. 「boolean completedAbruptly」：是否突然完成（異常導(dǎo)致），如果工作線程因?yàn)橛脩舢惓Ｋ劳觯瑒tcompletedAbruptly參數(shù)為 true。

「執(zhí)行流程：」

1、如果 completedAbruptly 為 true，即工作線程因?yàn)楫惓Ｍ蝗凰劳觯瑒t執(zhí)行工作線程-1操作。

2、主線程獲取鎖后，線程池已經(jīng)完成的任務(wù)數(shù)追加 w（當(dāng)前工作線程） 完成的任務(wù)數(shù)，并從worker的set集合中移除當(dāng)前worker。

3、根據(jù)線程池狀態(tài)進(jìn)行判斷是否執(zhí)行tryTerminate()結(jié)束線程池。

4、是否需要增加工作線程，如果線程池還沒(méi)有完全終止，仍需要保持一定數(shù)量的線程。

• 如果當(dāng)前線程是突然終止的，調(diào)用addWorker()創(chuàng)建工作線程

• 當(dāng)前線程不是突然終止，但當(dāng)前工作線程數(shù)量小于線程池需要維護(hù)的線程數(shù)量，則創(chuàng)建工作線程。需要維護(hù)的線程數(shù)量為corePoolSize（取決于成員變量 allowCoreThreadTimeOut是否為 false）或1。

• 源碼詳讀：

/**
?*?Performs?cleanup?and?bookkeeping?for?a?dying?worker.?Called
?*?only?from?worker?threads.?Unless?completedAbruptly?is?set,
?*?assumes?that?workerCount?has?already?been?adjusted?to?account
?*?for?exit.??This?method?removes?thread?from?worker?set,?and
?*?possibly?terminates?the?pool?or?replaces?the?worker?if?either
?*?it?exited?due?to?user?task?exception?or?if?fewer?than
?*?corePoolSize?workers?are?running?or?queue?is?non-empty?but
?*?there?are?no?workers.
?*
?*?@param?w?the?worker
?*?@param?completedAbruptly?if?the?worker?died?due?to?user?exception
?*/
private?void?processWorkerExit(Worker?w,?boolean?completedAbruptly)?{
????/**
?????*?1.工作線程-1操作
?????*?1）如果completedAbruptly?為true，說(shuō)明工作線程發(fā)生異常，那么將正在工作的線程數(shù)量-1
?????*?2）如果completedAbruptly?為false，說(shuō)明工作線程無(wú)任務(wù)可以執(zhí)行，由getTask()執(zhí)行worker-1操作
?????*/
????if?(completedAbruptly)?//?If?abrupt,?then?workerCount?wasn't?adjusted
????????decrementWorkerCount();

????//?2.從線程set集合中移除工作線程，該過(guò)程需要加鎖
????final?ReentrantLock?mainLock?=?this.mainLock;
????mainLock.lock();
????try?{
????????//?將該worker已完成的任務(wù)數(shù)追加到線程池已完成的任務(wù)數(shù)
????????completedTaskCount?+=?w.completedTasks;
????????//?HashSet中移除該worker
????????workers.remove(w);
????}?finally?{
????????mainLock.unlock();
????}
????
?//?3.根據(jù)線程池狀態(tài)進(jìn)行判斷是否結(jié)束線程池
????tryTerminate();
?
?/**
?????*?4.是否需要增加工作線程
?????*?線程池狀態(tài)是running?或?shutdown
?????*?如果當(dāng)前線程是突然終止的，addWorker()
?????*?如果當(dāng)前線程不是突然終止的，但當(dāng)前線程數(shù)量??????*?故如果調(diào)用線程池shutdown()，直到workQueue為空前，線程池都會(huì)維持corePoolSize個(gè)線程，然后再逐漸銷毀這corePoolSize個(gè)線程
?????*/
????int?c?=?ctl.get();
????if?(runStateLessThan(c,?STOP))?{
???????if?(!completedAbruptly)?{
????????????int?min?=?allowCoreThreadTimeOut???0?:?corePoolSize;
????????????if?(min?==?0?&&?!?workQueue.isEmpty())
????????????????min?=?1;
????????????if?(workerCountOf(c)?>=?min)
????????????????return;?//?replacement?not?needed
????????}
????????addWorker(null,?false);
????}
}

好啦，以上就是Java線程池的全部?jī)?nèi)容啦，堅(jiān)持讀完的伙伴兒們你們收獲如何？覺(jué)得有幫助的就順手點(diǎn)個(gè)贊吧，祝大家新年新氣象，升級(jí)加薪！