【并发编程】ThreadPoolExecutor任务提交与停止流程及底层实现【新手探索版】

测试代码：

// 创建只含有单个线程的线程池
ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
// 提交任务
executor.submit(()->{
    System.out.println("C");
});
// 优雅停机
executor.shutdown();

1. ThreadPoolExecutor任务提交

我们看submit方法

// AbstractExecutorService
public Future<?> submit(Runnable task) {
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
    execute(ftask);
    return ftask;
}

• newTaskFor：把Runnable构建为FutureTask任务
• execute：执行任务

public void execute(Runnable command) {
    if (command == null)
        throw new NullPointerException();
    int c = ctl.get();
    // 1、线程数量小于核心线程，则添加Worker
    if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
        if (addWorker(command, true))
            return;
        c = ctl.get();
    }
    // 2、插入任务到队列
    if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
        int recheck = ctl.get();
        if (! isRunning(recheck) && remove(command))
            reject(command);
        else if (workerCountOf(recheck) == 0)
            addWorker(null, false);
    }
    // 3、队列也满了，则添加非核心work
    else if (!addWorker(command, false))
        // 4、添加非核心Worker失败则"拒绝"
        reject(command);
}

从以上可以看到线程池的处理原则是：核心线程数 > 队列 > 非核心线程 > 拒绝策略

1、先添加核心线程来处理

2、核心线程不够，则添加到队列中

3、队列也不够，则添加“非核心线程”

4、非核心线程也不够，则执行拒绝策略

2. 线程池状态[这部分是难点呀]

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
    // 核心变量：该变量前3位表示"状态"，后29为表示线程数量
    private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
    
    // 该变量控制ctl变量用多少bit位表示状态【bit位的分界线】
    private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
    
    // 表示线程的最大容量【即0001 1111 1111...】
    private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;
    
    // 以下变量用前3位控制线程池的状态
    private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS; // [即111]
    private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS; // [即000]
    private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS; // [即001]
    private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS; // [即010]
    private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS; // [即011]
    
    // 计算ctl变量的前3位，表示“状态”
    private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; }
    // 计算ctl变量的后29位，表示"工作线程数量"
    private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY; }
    private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }
}

• ctl：是control（控制）的缩写。是线程池的最核心变量，该int变量即包含状态也包含线程的数量
• COUNT_BITS：该变量ctl变量bit位的分界线
• CAPACITY：表示线程池最大线程数量
• 各种状态：用ctl的前3个bit位表示状态
• runStateOf、workerCountOf方法：计算状态、线程数量

2.1. addWorker添加worker线程

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
    // <1>
    retry:
    for (;;) {
        int c = ctl.get();
        // 获取状态
        int rs = runStateOf(c);

        // <1.1> 状态判断
        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;
            //增加c变量的线程数
            if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
                break retry;
            c = ctl.get();  // Re-read ctl
            // 一旦状态改变，则需要返回外层循环重新判断状态
            if (runStateOf(c) != rs)
                continue retry;
            // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
        }
    }

    // <2>
    boolean workerStarted = false;
    boolean workerAdded = false;
    Worker w = null;
    try {
        w = new Worker(firstTask); // 创建Worker
        final Thread t = w.thread;
        if (t != null) {
            final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
            mainLock.lock();// 添加"工作线程需要上锁"
            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();//启动工作线程
                workerStarted = true;
            }
        }
    } finally {
        if (! workerStarted)
            addWorkerFailed(w);
    }
    return workerStarted;
}

addWorker代码分2个部分

• 维护ctl变量（在<1>部分）

用cas给ctl变量表示线程数量的位置值加一。

在<1.1>处，状态判断我是感觉写法挺烧脑子的。

if (rs >= SHUTDOWN && !(rs == SHUTDOWN && firstTask == null && !workQueue.isEmpty()))
    return false;

要使整体条件成立则rs >= SHUTDOWN成立且后面括号的判断为false。后面括号分3种情况：

1、如果rs == SHUTDOWN为false（隐含条件有：rs >= SHUTDOWN成立。）

rs == SHUTDOWN，则rs可能得值有stop、tidying、terminated其中一个，即线程池已经终止，则表示终止状态下不必添加Worker线程。

2、如果firstTask == null为false（隐含的条件有：rs >= SHUTDOWN，rs == SHUTDOWN成立。）

线程池是shutdown状态，且firstTask == null为false，则表示shutdown状态下不必添加Worker线程。

3、如果workQueue.isEmpty()为true（隐含条件：rs=SHUTDOWN，firstTask == null成立。）

线程池是shutdown状态，且提交的任务也是null，且队列是空的，则不必添加Worker线程。【如果队列不是空的还是有必要添加Worker？】

备注：第3个条件真的有必要吗？？？因为workQueue某些任务挺耗时，添加添加Worker是为了加快workQueue中任务的处理？

如此复杂的条件判断的目的：特定条件下即使shutdown还是会添加Worker线程，并不是只要shutdown就不必添加Worker线程。

批判：完全没有必要把条件搞这么复杂，只能说作者太追求极致了。完全可以只要状态>=shutdown就返回false。而且firstTask=null怎么会发生呢，这个方法是private啊。

极致的条件是什么：①rs>=shutdown且②rs=shutdown且③firstTask=null且④workQueue非空，即这些条件都满足时还是可以添加Worker线程的。

• 添加启动线程（在<2>部分）

1、创建Worker

firstTask变量表示Worker中的第一个任务

每一个Worker表示一个工作线程。

2、添加Worker到workers

由线程池的workers变量统一维护所有线程

3、添加线程的过程需要“上锁”，添加完线程之后调用t.start方法启动线程

2.2. 内部类Worker

/**
 * Worker类大体上管理着运行线程的中断状态 和 一些指标
 * Worker类投机取巧的继承了AbstractQueuedSynchronizer来简化在执行任务时的获取、释放锁
 * 这样防止了中断在运行中的任务，只会唤醒(中断)在等待从workQueue中获取任务的线程
 * 解释：
 *   为什么不直接执行execute(command)提交的command，而要在外面包一层Worker呢？？
 *   主要是为了控制中断....重点主要原因啦
 *   用什么控制？？
 *   用AQS锁，当运行时上锁，就不能中断，TreadPoolExecutor的shutdown()方法中断前都要获取worker锁
 *   只有在等待从workQueue中获取任务getTask()时才能中断
 *
 * worker实现了一个简单的不可重入的互斥锁，而不是用ReentrantLock可重入锁
 * 因为我们不想让在调用比如setCorePoolSize()这种线程池控制方法时可以再次获取锁(重入)
 * 解释：
 *   setCorePoolSize()时可能会interruptIdleWorkers()，在对一个线程interrupt时会要w.tryLock()
 *   如果可重入，就可能会在对线程池操作的方法中中断线程，类似方法还有：
 *   setMaximumPoolSize()
 *   setKeppAliveTime()
 *   allowCoreThreadTimeOut()
 *   shutdown()
 * 此外，为了让线程真正开始后才可以中断，初始化lock状态为负值(-1)，在开始runWorker()时将state置为0，而state>=0才可以中断
 * 
 * Worker继承了AQS，实现了Runnable，说明其既是一个可运行的任务，也是一把锁（不可重入）
 */
private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable{
    final Thread thread; //利用ThreadFactory和 Worker这个Runnable创建的线程对象
     
    Runnable firstTask;
     
    volatile long completedTasks;
 
    Worker(Runnable firstTask) {
        //设置AQS的同步状态private volatile int state，是一个计数器，大于0代表锁已经被获取
        setState(-1);
        // 在调用runWorker()前，禁止interrupt中断，
        //在interruptIfStarted()方法中会判断 getState()>=0
        this.firstTask = firstTask;
        this.thread = getThreadFactory().newThread(this); 
        //根据当前worker创建一个线程对象
       //当前worker本身就是一个runnable任务，也就是不会用参数的firstTask创建线程，
       //而是调用当前worker.run()时调用firstTask.run()
    }
 
    public void run() {
        runWorker(this); 
        //runWorker()是ThreadPoolExecutor的方法
    }
 
    // Lock methods
    // The value 0 represents the unlocked state. 0代表“没被锁定”状态
    // The value 1 represents the locked state. 1代表“锁定”状态
 
    protected boolean isHeldExclusively() {
        return getState() != 0;
    }
 
    /**
     * 尝试获取锁
     * 重写AQS的tryAcquire()，AQS本来就是让子类来实现的
     */
    protected boolean tryAcquire(int unused) {
        //尝试一次将state从0设置为1，即“锁定”状态，
        //但由于每次都是state 0->1，而不是+1，那么说明不可重入
        //且state==-1时也不会获取到锁
        if (compareAndSetState(0, 1)) {
            setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); 
            //设置exclusiveOwnerThread=当前线程
            return true;
        }
        return false;
    }
 
    /**
     * 尝试释放锁
     * 不是state-1，而是置为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(); }
 
    /**
     * 中断（如果运行）
     * shutdownNow时会循环对worker线程执行
     * 且不需要获取worker锁，即使在worker运行时也可以中断
     */
    void interruptIfStarted() {
        Thread t;
        //如果state>=0、t!=null、且t没有被中断
        //new Worker()时state==-1，说明不能中断
        if (getState() >= 0 && (t = thread) != null && !t.isInterrupted()) {
            try {
                t.interrupt();
            } catch (SecurityException ignore) {
            }
        }
    }
}

Worker类本身既实现了Runnable，又继承了AbstractQueuedSynchronizer，所以其既是一个可执行的任务，又可以达到锁的效果

主要是几个问题：

• 为什么会有一把锁

肯定不是为了控制并发的，因为只有一个线程。主要是为了控制中断。用AQS锁，当运行时上锁，就不能中断，TreadPoolExecutor的shutdown()方法中断前都要获取worker锁，只有在等待从workQueue中获取任务getTask()时才能中断

• 控制中断体现在哪里

1、初始AQS状态为-1，此时不允许中断interrupt()，只有在worker线程启动了，执行了runWoker()，将state置为0，才能中断

不允许中断体现在：

1. shutdown()线程池时，会对每个worker tryLock()上锁，而Worker类这个AQS的tryAcquire()方法是固定将state从0->1，故初始状态state=-1时tryLock()失败，没办法中断interrupt()
2. shutdownNow()线程池时，不用tryLock()上锁，但调用worker.interruptIfStarted()终止worker，interruptIfStarted()也有state>=0才能interrupt的逻辑，而初始state=-1

2、为了防止某种情况下，在运行中的worker被中断，runWorker()每次运行任务时都会lock()上锁，而shutdown()这类可能会终止worker的操作需要先获取worker的锁，这样就防止了中断正在运行的线程。Worker实现的AQS为不可重入锁，为了是在获得worker锁的情况下再进入其它一些需要加锁的方法

• 有没有响应中断

很明显ThreadPoolExecutor没有响应中断（即没有检测和处理中断）。没有响应中断与控制中断是两回事。至于为什么要多搞一层Work来控制中断作者也不清楚。

• 没有中断、 没有锁行不行

个人猜测：如果只是我们自己写代码完全可以，但这是大神写的代码，不可以

• 为什么要自己继承AQS，而不是使用ReentrantLock

ReentrantLock是可重入的，而ThreadPoolExecute要求不可重入

2.3. runWorker():执行任务

看一下Worker如何执行任务的

// java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.Worker
public void run() {
    runWorker(this);
}

final void runWorker(Worker w) {
    Thread wt = Thread.currentThread();
    // <1>
    Runnable task = w.firstTask;
    w.firstTask = null;
    w.unlock(); // allow interrupts
    boolean completedAbruptly = true;
    try {
        // <2> 获取任务【重点】
        while (task != null || (task = getTask()) != null) {
            // <3> 上锁，不是为了防止并发执行任务，为了在shutdown()时不终止正在运行的worker
            w.lock();
            // <4> 极端判断条件是：由Running或shutdown状态，突然变成stop状态
            if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) || 
                 (Thread.interrupted() && runStateAtLeast(ctl.get(), STOP)))
                && !wt.isInterrupted())
                wt.interrupt();
            // <5>
            try {
                // <5.1>
                beforeExecute(wt, task);
                Throwable thrown = null;
                try {
                    // <5.2>
                    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 {
                    // <5.3>
                    afterExecute(task, thrown);
                }
            } finally {
                task = null;
                w.completedTasks++;
                w.unlock();
            }
        }
        // <6> completedAbruptly变量表示是否是"暴力结束线程"，执行到此处说明线程是因为taskTask返回为null
        completedAbruptly = false;
    } finally {
        // <7> worker线程的退出【重点】
        processWorkerExit(w, completedAbruptly);
    }
}

• 在<1>处

在创建Worker时添加的任务为第一个任务（firstTask）

• 在<2>处

调用getTask从workQueue取出任务。详情请看getTask方法详解。

• 在<3>处，为什么要上锁

是为了控制中断，是控制，控制，不是响应中断，线程池没有响应中断。

• 在<4>处

此时的极端条件是什么：由Running或shutdown状态，突然变成stop状态

1、如果状态达到stop级别，必须要对worker中断。

2、可能暂时没有达到stop级别，但是别处立马调用了shutdownNow则立马达到stop级别，也要立刻中断

注意：线程池本身不响应中断，是否中断用户自行在task.run方法决定

• 在<5>处

1、<5.1>是任务执行开始之前的动作，默认空实现

2、<5.2>是执行任务，即调用run方法

3、<5.3>是任务结束之后的动作，默认空实现

• 在<6>处

completedAbruptly变量表示是否是暴力完成任务的，执行到<4>处说明是正常完成，不是暴力完成。

代码执行到<4>处位置，说明getTask方法取出任务为null，也就是任务不足了，就需要考虑销毁不必要的线程

• 在<7>处

此时需要终止工作线程。这一段后面有详解。

2.4. getTask():获取任务

private Runnable getTask() {
    boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?

    for (;;) {
        int c = ctl.get();
        int rs = runStateOf(c);

        // <1> 极端条件是：rs == SHUTDOWN，且 workQueue不为空
        if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
            decrementWorkerCount();
            return null;
        }

        int wc = workerCountOf(c);

        // <2> 是否允许取出任务超时
        boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;

        // <3> 极端条件：wc <= maximumPoolSize 且 wc > corePoolSize 且 超时 且 队列为空，此时需要销毁当前线程
        if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
            && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
            if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
                return null;
            continue;
        }

        try {
            // <2> 取出任务
            Runnable r = timed ?
                workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                workQueue.take();
            if (r != null)
                return r;
            // <3> 到这里说明当前线程出现了等待超时，则可能要销毁非核心线程
            timedOut = true;
        } catch (InterruptedException retry) {
            timedOut = false;
        }
    }
}

• 在<1>处

此时条件复杂，我们看极端情况，极端条件是：【rs == SHUTDOWN且 workQueue不为空】，说明了即使是SHUTDOWN状态只要队列workQueue不为空，还是需要等待workQueue执行。

SHUTDOWN是优雅停机，会先等workQueue执行完毕

• 在<2>处，

timed变量主要是控制当线程空闲时是否需要销毁线程。默认如果线程数量>corePoolSize且空闲，则销毁当前线程；如果线程<=corePoolSize但空闲是不会销毁线程的。（是否销毁默认取决于线程数量）

• 在<3>处

极端条件：wc <= maximumPoolSize 且 wc > corePoolSize 且 超时 且 队列为空，此时线程数量太多又没有任务所以需要销毁当前线程。

• 在<4>处，取出任务。

1、如果允许取出任务超时，则调用限时的poll方法。如果超时返回null

2、如果不允许取出任务超时，则调用take方法阻塞获取task。

也就是说如果返回null则一定就是**当前线程出现了等待的情况，则考虑是否需要销毁不必要的线程了

2.5. processWorkerExit():worker线程退出

注意：这才是worker工作线程真正退出的地方，而不是调用线程池的shutdown方法工作线程就会停止，工作线程会等待所有任务都执行完成后才会停止。

private void processWorkerExit(Worker w, boolean completedAbruptly) {
    /**
     * 1、worker数量-1
     * 如果是突然终止，说明是task执行时异常情况导致，即run()方法执行时发生了异常，
     *那么正在工作的worker线程数量需要-1
     * 如果不是突然终止，说明是worker线程没有task可执行了，不用-1，因为已经在getTask()方法中-1了
     */
    if (completedAbruptly) 
        // If abrupt, then workerCount wasn't adjusted 代码和注释正好相反啊
        decrementWorkerCount();
 
    /**
     * 2、从Workers Set中移除worker
     */
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock();
    try {
        completedTaskCount += w.completedTasks; //把worker的完成任务数加到线程池的完成任务数
        workers.remove(w); //从HashSet中移除
    } finally {
        mainLock.unlock();
    }
 
    /**
     * 3、在对线程池有负效益的操作时，都需要“尝试终止”线程池
     * 主要是判断线程池是否满足终止的状态
     * 如果状态满足，但还有线程池还有线程，尝试对其发出中断响应，使其能进入退出流程
     * 没有线程了，更新状态为tidying->terminated
     */
    tryTerminate();
 
    /**
     * 4、是否需要增加worker线程
     * 线程池状态是running 或 shutdown
     * 如果当前线程是突然终止的，addWorker()
     * 如果当前线程不是突然终止的，但当前线程数量 < 要维护的线程数量，addWorker()
     * 故如果调用线程池shutdown()，直到workQueue为空前，线程池都会维持corePoolSize个线程，然后再逐渐销毁这corePoolSize个线程
     */
    int c = ctl.get();
    //如果状态是running、shutdown，即tryTerminate()没有成功终止线程池，尝试再添加一个worker
    if (runStateLessThan(c, STOP)) {
        //不是突然完成的，即没有task任务可以获取而完成的，计算min，并根据当前worker数量判断是否需要addWorker()
        if (!completedAbruptly) {
            int min = allowCoreThreadTimeOut ? 0 : corePoolSize; //allowCoreThreadTimeOut默认为false，即min默认为corePoolSize
             
            //如果min为0，即不需要维持核心线程数量，且workQueue不为空，至少保持一个线程
            if (min == 0 && ! workQueue.isEmpty())
                min = 1;
             
            //如果线程数量大于最少数量，直接返回，否则下面至少要addWorker一个
            if (workerCountOf(c) >= min)
                return; // replacement not needed
        }
         
        //添加一个没有firstTask的worker
        //只要worker是completedAbruptly突然终止的，或者线程数量小于要维护的数量，就新添一个worker线程，即使是shutdown状态
        addWorker(null, false);
    }
}

processWorkerExit(Worker w, boolean completedAbruptly)

worker：要结束的worker

completedAbruptly：是否突然完成（是否因为异常退出）

执行流程：

1、worker数量-1

A、如果是突然终止，说明是task执行时异常情况导致，即run()方法执行时发生了异常，那么正在工作的worker线程数量需要-1

B、如果不是突然终止，说明是worker线程没有task可执行了，不用-1，因为已经在getTask()方法中-1了

2、从Workers Set中移除worker，删除时需要上锁mainlock
3、tryTerminate()。大概逻辑：判断线程池是否满足终止的状态

tryTerminate虽然很长，但是只有一个作用，通过设置线程池状态为terminal来真正终止线程，终止的前提条件是：线程池状态为shutdown + 队列是空的 + 工作线程为0

操作：更新状态为tidying->terminated

4、是否需要增加worker线程，如果线程池还没有完全终止，仍需要保持一定数量的线程

如：我们自定义的任务task.run方法发生了异常导致线程退出，此时线程池需要补充新的线程进来

故如果调用线程池shutdown()，直到workQueue为空前，线程池都会维持corePoolSize个线程，然后再逐渐销毁这corePoolSize个线程

3.3. 关闭线程池

注意：关闭线程池并不能让线程池中的线程停止，只是对其发送了中断信号，仅仅是发送了信号而已。而ThreadPoolExecute没有响应中断信号，所以最终只有在所有的task都被执行后才会真正的结束worker线程。

3.3.1. shutdown方法

shutdown()后线程池将变成shutdown状态，此时不接收新任务**，但会处理完正在运行的和在阻塞队列中等待处理的任务**。

/**
 * 中断在等待任务的线程(没有上锁的)，中断唤醒后，可以判断线程池状态是否变化来决定是否继续
 */
private void interruptIdleWorkers(boolean onlyOne) {
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock(); //上锁 
    try {
        for (Worker w : workers) {
            Thread t = w.thread;
            if (!t.isInterrupted() && w.tryLock()) {
                try {
                    t.interrupt();
                } catch (SecurityException ignore) {
                } finally {
                    w.unlock();
                }
            }
            if (onlyOne) break;
        }
    } finally {
        mainLock.unlock(); //解锁 } }
    }
}

shutdown()执行流程：

1、上锁，mainLock是线程池的主锁，是可重入锁，当要操作workers set这个保持线程的HashSet时，需要先获取mainLock，还有当要处理largestPoolSize、completedTaskCount这类统计数据时需要先获取mainLock

2、使用CAS操作将线程池状态设置为shutdown，shutdown之后将不再接收新任务

3、中断所有空闲线程 interruptIdleWorkers()

正在运行中的线程不会被中断

4、onShutdown()，ScheduledThreadPoolExecutor中实现了这个方法，可以在shutdown()时做一些处理

5、解锁

6、尝试终止线程池 tryTerminate()

可以看到shutdown()方法最重要的几个步骤是：更新线程池状态为shutdown、中断所有空闲线程、tryTerminated()尝试终止线程池

interruptIdleWorkers() 中断空闲线程过程如下：

    /**
     * 中断在等待任务的线程(没有上锁的)，中断唤醒后，可以判断线程池状态是否变化来决定是否继续
     */
    private void interruptIdleWorkers(boolean onlyOne) {
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        mainLock.lock(); //上锁 
        try {
            for (Worker w : workers) {
                Thread t = w.thread;
                if (!t.isInterrupted() && w.tryLock()) {
                    try {
                        t.interrupt();
                    } catch (SecurityException ignore) {
                    } finally {
                        w.unlock();
                    }
                }
                if (onlyOne) break;
            }
        } finally {
            mainLock.unlock(); //解锁 } }
        }
    }

关键是：worker.tryLock() 是否成功

如果worker是空闲状态（即tryLock成功），AQS的state从0–>1，既然是空闲线程那么中断空闲线程。

3.3.2. shutdownNow方法

shutdownNow()后线程池将变成stop状态，此时不接收新任务**，不再处理在阻塞队列中等待的任务，还会尝试中断正在处理中的工作线程**。

无论如何线程池ThreadPoolExecute本身没有响应中断，至于用户是否响应中断时用户自己的事情。

/**
 * 尝试停止所有活动的正在执行的任务，停止等待任务的处理，并返回正在等待被执行的任务列表
 * 这个任务列表是从任务队列中排出（删除）的
 * 

 * 这个方法不用等到正在执行的任务结束，要等待线程池终止可使用awaitTermination()
 * 

 * 除了尽力尝试停止运行中的任务，没有任何保证
 * 取消任务是通过Thread.interrupt()实现的，所以任何响应中断失败的任务可能永远不会结束
 */
public List <Runnable> shutdownNow() {
    List <Runnable> tasks;
    final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
    mainLock.lock(); //上锁
 
    try {
        //判断调用者是否有权限shutdown线程池
        checkShutdownAccess();
 
        //CAS+循环设置线程池状态为stop
        advanceRunState(STOP);
 
        //中断所有线程，包括正在运行任务的
        interruptWorkers();
 
        tasks = drainQueue(); 
        //将workQueue中的元素放入一个List并返回
    } finally {
        mainLock.unlock(); 
        //解锁
    }
 
    //尝试终止线程池
    tryTerminate();
 
    return tasks; 
    //返回workQueue中未执行的任务
}

该方法会中断所有的线程，包括正在运行的线程，用户是否响应是用户自己的事情。

线程池中队列中等待执行的task会被移除，并返回给用户。

shutdownNow() 和 shutdown()的大体流程相似，差别是：

1、将线程池更新为stop状态

2、调用**interruptWorkers()**中断所有线程，包括正在运行的线程

interruptWorkers先对mainLock加锁，然后循环调用interruptIfStarted方法中断Worker的所有线程，其中会判断worker的AQS state是否大于0，即worker是否已经开始运作，再调用t.interrupt()。

3、将workQueue中待处理的任务移到一个List中，并在方法最后返回，说明shutdownNow()后不会再处理workQueue中的任务

4. 其他方法

4.1. reject方法

private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler =
        new AbortPolicy();

final void reject(Runnable command) {
    handler.rejectedExecution(command, this);
}

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
    throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
                                         " rejected from " +
                                         e.toString());
}

默认的handler是AbortPolicy，它的处理方式是“抛出异常”

其它的handler：

• DiscardPolicy

直接丢弃

• DiscardOldestPolicy

丢弃”最老的“

• CallerRunsPolicy

调用者线程来执行。但是如果线程池被shutdown，则任务会被丢弃。

5. 总结

1、把握int型ctl变量的高3位表示线程池的状态，低29为表示线程池中线程数量是前提

2、能了解线程池执行任务的总体流程（先core，在队列，在max，在拒绝）

3、能了解为什么要有Work类（主要是为了中断）

4、worker线程满足什么条件才会退出

task发生异常会退出但是又会补充新的线程进来

只有任务都执行完了且调用了shutdown方法，才会真正退出

5、shutdown方法对worker线程的影响

shutdown会对空闲线程interrupt

shutdown会改变线程池状态为shutdown，worker线程会被状态作出反应

• shutdown之后不能添加新的task（体现在addWorker中）

• worker线程执行完任务之后就退出了，而不是在workQueue队列上等待新任务

6、温故而知新，还是要经常看看经常想想

6. 参考

https://blog.csdn.net/qq_41573860/article/details/123291943