JAVA多线程-线程池源码详解
线程池详解
FutureTask详解
- Future 表示了一个任务的生命周期，是一个可取消的异步运算。
- 可以把它看作是一个异步操作的结果的占位符。
- 他将在未来的某个时刻完成，并提供对其结果的访问。
- 并发包中许多异步任务类都继承自 Future，最典型的就属 FutureTask 了。
线程池的体系结构
从 JDK5 开始，工作单元和执行机制被分离开来了，工作单元包括了 Runnable 和 Callable，而执行机制由 Executor 框架提供。
/*
|_ java.util.concurrent.ExecutorS：线程池工具类，快速获取线程池
|_ java.util.concurrent.Executor：线程池顶级接口，定义了最基本的执行方法
|_ java.util.concurrent.ExecutorService：继承 Executor 接口，提供线程池的基本常用操作
|_ java.util.concurrent.ThreadPollExecutor：实现 ExecutorService 接口，线程池核心实现类
|_ java.util.concurrent.ScheduledThreadPollExecutor：可调度的线程池
*/
我们一般都是调用 ThreadPoolExecutor 类 来创建一个线程池。
public static void main(String[] args) {
ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor();
threadPool.executor(任务);
}
ThreadPoolExecutor类详解
示例一：用 Executors 创建
先看一个例子，这个例子是调用 Executors 工具类来创建的线程池。
// 资源
class WorkerThread implements Runnable {
// 命令及其构造函数
private String command;
public WorkerThread(String command) {
this.command = command;
}
// 执行命令
private void processCommand() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程\t 开始执行command = " + this.command);
this.processCommand();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程\t 执行完毕");
}
@Override
public String toString() {
return "WorkerThread{" +
"command='" + command + '\'' +
'}';
}
}
// 测试类
public class ThreadPoolDemo02 {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
threadPool.execute(new WorkerThread("" + i));
}
// 关闭线程池
threadPool.shutdown();
// 检查线程池是否被终结
while (!threadPool.isTerminated()) {}
System.out.println("所有线程均结束");
}
}
/*
pool-1-thread-1线程 开始执行command = 0
pool-1-thread-5线程 开始执行command = 4
pool-1-thread-3线程 开始执行command = 2
pool-1-thread-4线程 开始执行command = 3
pool-1-thread-2线程 开始执行command = 1
pool-1-thread-5线程 执行完毕
pool-1-thread-2线程 执行完毕
pool-1-thread-4线程 执行完毕
pool-1-thread-3线程 执行完毕
pool-1-thread-1线程 执行完毕
pool-1-thread-1线程 开始执行command = 9
pool-1-thread-3线程 开始执行command = 8
pool-1-thread-4线程 开始执行command = 7
pool-1-thread-2线程 开始执行command = 6
pool-1-thread-5线程 开始执行command = 5
pool-1-thread-2线程 执行完毕
pool-1-thread-1线程 执行完毕
pool-1-thread-4线程 执行完毕
pool-1-thread-5线程 执行完毕
pool-1-thread-3线程 执行完毕
所有线程均结束
*/
我们不难发现虽然是十个任务，但是我们一直在用五个进程去完成他们。因为线程池大小为五，它将启动五个工作线程先处理五个工作，其他的工作则处于等待状态，一旦有工作完成，空闲下来工作线程就会捡取等待队列里的其他工作进行执行。
同时我们也可以看出，五个线程并不会随着第一波任务做完而被销毁，而是一直存在等待新的任务，直到线程池被销毁。
示例二：自定义线程池
ThreadPoolExecutor 提供了一些方法，我们可以用这些方法来查看 executor 的当前状态，线程池大小，活动线程数量，任务数量等数据，因此我们可以自定义一个监听线程来定时查看线程池的信息。
// 监听线程
class MyMonitorThread implements Runnable {
// 要监听的线程池
private ThreadPoolExecutor executor;
// 当前检测延迟
private int second;
// 当前监视器是否停止
private boolean hasRun = true;
public MyMonitorThread(ThreadPoolExecutor executor, int delay) {
this.executor = executor;
this.second = delay;
}
public void shutdown() {
this.hasRun = false;
}
@Override
public void run() {
while (hasRun) {
System.out.println(
String.format("[monitor] [%d/%d] Active: %d, Completed: %d, Task: %d, isShutdown: %s, isTerminated: %s",
this.executor.getPoolSize(), // 线程池大小
this.executor.getCorePoolSize(), // 线程池核心线程数
this.executor.getActiveCount(), // 运行中线程数
this.executor.getCompletedTaskCount(), // 完成任务数
this.executor.getTaskCount(), // 任务总数
this.executor.isShutdown(), // 是否关闭
this.executor.isTerminated()) // 是否销毁
);
// 休眠延迟
try {
Thread.sleep(second * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
// 自定义拒绝策略
class RejectedExecutionHandlerImpl implements RejectedExecutionHandler {
@Override
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
System.out.println(r.toString() + " is rejected");
}
}
public class ThreadPoolDemo03 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
// 创建拒绝策略
RejectedExecutionHandlerImpl rejectedHandler = new RejectedExecutionHandlerImpl();
// 默认线程c
ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();
// 线程池创建
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(2, 4,
10, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<Runnable>(2),
threadFactory,
rejectedHandler);
// 创建监听这个myMonitorThread线程池的监听线程，延迟是3秒，并启动
MyMonitorThread monitor = new MyMonitorThread(threadPoolExecutor, 3);
Thread monitorThread = new Thread(monitor);
monitorThread.start();
// 启动线程池
for (int i = 0; i < 10; i++) {
threadPoolExecutor.execute(new WorkerThread("cmd" + i));
}
// 主线程休息三十秒
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 关闭线程池
threadPoolExecutor.shutdown();
// 主线程休息五秒
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 关闭监听线程
monitor.shutdown();
}
}
/*
pool-1-thread-1线程 开始执行command = cmd0
pool-1-thread-3线程 开始执行command = cmd4
WorkerThread{command='cmd6'} is rejected
pool-1-thread-2线程 开始执行command = cmd1
WorkerThread{command='cmd7'} is rejected
pool-1-thread-4线程 开始执行command = cmd5
WorkerThread{command='cmd8'} is rejected
WorkerThread{command='cmd9'} is rejected
[monitor] [0/2] Active: 0, Completed: 0, Task: 1, isShutdown: false, isTerminated: false
pool-1-thread-4线程 执行完毕
pool-1-thread-1线程 执行完毕
pool-1-thread-3线程 执行完毕
pool-1-thread-2线程 执行完毕
pool-1-thread-3线程 开始执行command = cmd3
pool-1-thread-4线程 开始执行command = cmd2
pool-1-thread-4线程 执行完毕
pool-1-thread-3线程 执行完毕
[monitor] [4/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: false, isTerminated: false
[monitor] [4/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: false, isTerminated: false
[monitor] [4/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: false, isTerminated: false
[monitor] [2/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: false, isTerminated: false
[monitor] [2/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: false, isTerminated: false
[monitor] [2/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: false, isTerminated: false
[monitor] [2/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: false, isTerminated: false
[monitor] [2/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: false, isTerminated: false
[monitor] [2/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: false, isTerminated: false
[monitor] [0/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: true, isTerminated: true
[monitor] [0/2] Active: 0, Completed: 6, Task: 6, isShutdown: true, isTerminated: true
*/
从运行结果，我们可以看出完整的线程池的工作流程，它与我在线程池那笔记里的运行流程是一样的，所以具体的执行过程我就不在这里赘述了。
关闭线程池
关闭线程池有两种方法：
- shutdown：
- 将线程池里的线程状态设置为 SHUTDOWN 状态。
- 中断所有不在工作状态的线程。
- shutdownNow：
- 将线程池中所有线程的状态设置为 STOP 状态。
- 停止所有正在执行任务的线程或暂时暂停任务执行的线程。
只要调用这两个关闭方法中的任意一个， isShutDown() 方法返回 true，当所有线程都成功停止执行任务了，isTerminated() 方法 返回 true，届时，线程池就算成功关闭。
几个重要属性
// 这个属性尤为重要是用来存放 当前运行的核心线程数量以及线程池状态的
// int是32位的，这里把int的 高3位 拿来充当线程池状态的标志位，后29位 拿来充当当前运行的核心线程的数量
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
// 存放任务的阻塞队列
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
// 存放核心线程的集合，用set来存放，保证不重复
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();
// 历史达到的最大 worker 数量
// worker 即核心线程
private int largestPoolSize;
// 当队列满了并且当前线程池中核心线程的数量达到 maxSize 的时候，要执行的具体的拒绝策略
// 可见性，禁止指令重排
private volatile RejectedExecutionHandler handler;
// 超出 coreSize 的临时核心线程的生存时间
// 可见性，禁止指令重排
private volatile long keepAliveTime;
// 常驻核心线程的数量
// 可见性，禁止指令重排
private volatile int corePoolSize;
// 线程池最大容纳的核心线程数量，一般当任务队列满了才会用到这个参数
// 可见性，禁止指令重排
private volatile int maximumPoolSize;
内部状态
// int总共32位，高3位表示线程池的状态，后29位表示线程池中线程数量
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3; // 32 - 3 = 29
private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1; // 最多可以有个536870911线程
// 高3位表示的状态
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS; // 111 表示线程池正在运行，会持续接受任务，并处理阻塞队列中的任务
private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; // 000 表示线程池不会接收新任务，但会处理阻塞队列中剩下的任务
private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS; // 001 表示线程池不会接收新任务，不会处理阻塞队列中的任务，中断正在进行的任务
private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS; // 010 表示线程池中所有任务已经终止
private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS; // 011 表示线程池关闭，terminated()方法已经执行完成
// ctl变量的打包和拆包
private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; } // 将ctl的值，取 高3位 的数值，即取状态，拆包状态
private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; } // 将ctl的值 ，取低29位的值，即线程池容量，拆包容量
private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; } //传入rs（状态）和wc(线程池容量)，取得对应的ctl，打包
| 
| 图示 |
任务的执行
execute --> addWorker --> runworker(getTast)
线程池的工作线程通过 Woker类 实现。在 ReentrantLock 锁的保证下，把 Worker 的实例插入到 HashSet 中后，启动 Worker 中的线程。
Worker内部类
从 Woker类 的构造方法实现可以发现，线程工厂在创建线程 thread 时，将 Woker实例本身 this 作为参数传入，当执行 start 方法启动线程 thread 时，本质是执行了 Worker 的 runWorker 方法。 firstTask 执行完成之后，通过 getTask 方法从阻塞队列中获取等待的任务，如果队列中没有任务，getTask方法会被阻塞并挂起，不会占用cpu资源；
private final class Worker
extends AbstractQueuedSynchronizer
implements Runnable
{
private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;
// 这个worker正在运行的线程，如果没有工厂则为空
final Thread thread;
// 当一个worker刚创建的时候，就先尝试执行这个任务，可能为空
Runnable firstTask;
// 当前线程任务计数器
volatile long completedTasks;
Worker(Runnable firstTask) {
setState(-1); // 禁止在任务执行前对当前线程进行中断，因为 tryAcquire方法是根据 state 是否为 0 来判断的
this.firstTask = firstTask;
this.thread = getThreadFactory().newThread(this); // 创建线程
}
// ... 暂时不看下面的
}
runWorker方法（核心）
大体流程：
- while循环来调用getTask方法来不断获取任务
- getTask方法从阻塞队列中获取任务
- 如果此时线程池正在停止
- 要保证当前线程是不是中断状态，是的话不能执行任务，中断当前线程
- 不是的话，可以执行任务
- 调用 task.run 方法来执行任务
- 如果没取到任务，那么执行 processWorkerExit() 方法
- runworker方法 执行完毕代表着 Worker 的 run 方法执行完毕
final void runWorker(Worker w) {
Thread wt = Thread.currentThread();
Runnable task = w.firstTask; //获取第一个任务
w.firstTask = null;
w.unlock(); // 通过unlock方法释放锁，设置AQS的state为0，表示运行可中断
// 是否因为异常退出循环
boolean completedAbruptly = true;
// 任务如果未被完整执行，出现异常
try {
// 这里就是为什么线程能被复用的重点
// 如果task为空，则通过getTask来获取任务，然后执行任务
// 添加worker时可能添加没有task任务的worker
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
// 执行任务前先锁住,这里主要的作用就是给shutdown方法判断worker是否在执行中的
// shutdown方法里面会尝试给这个线程加锁,如果这个线程在执行,就不会中断它
w.lock();
// 如果线程池正在停止，确保当前线程是中断状态
// 如果不是，则保证当前线程不是中断状态并且继续执行任务
// 这里主要是对 worker 线程中断的处理逻辑
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();// 执行任务
} 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;
w.completedTasks++;
w.unlock();
}
}
completedAbruptly = false;
} finally {
// 这个善后方法一般有这些作用
// 终止线程池时，用于从线程集合中移除工作线程；
// 当前线程因为异常而退出，重新创建线程替换之；
// 线程池中因为设置允许核心线程超时allowCoreThreadTimeOut=true，导致工作线程全部被回收时，任务队列仍然有任务，则新建线程；
processWorkerExit(w, completedAbruptly);
}
}
getTask方法（核心）
- 从队列里获取任务的方法，如果任务队列为空，会在此处进行阻塞。
- 其中最重要的就是第二个if判断，这个if判断就对应着我们线程池工作流程中的对于添加的临时核心线程的生命周期的控制。
private Runnable getTask() {
// 表示上次从阻塞队列中取任务是否超时
// Did the last poll() time out?
boolean timedOut = false;
for (;;) {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c);
// 线程池状态是stop或以后。状态为shutdown且队列为空。
// 在以上两个情况下，worker数量减一后推出
// 因为如果当前线程池的状态是 shutdown 及以上的话，是不允许再向阻塞队列中添加任务的。
// 在必要时检查队列是否为空
if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
decrementWorkerCount();
return null;
}
// 获取当前正在运行中的worker数量
int wc = workerCountOf(c);
// 是否进行超时控制
// 超过线程池常驻核心线程数量之后，或者，允许常驻核心线程超时的时候，都一定会开启
// allowCoreThreadTimeOut默认为false，也就是常驻核心线程不允许进行超时
// wc > corePoolSize，表示当前线程池中的总线程数量大于常驻核心线程数量
boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
// 超时控制被触发，会将当前核心线程数量减一，返回空；触发失败重新循环判断。
// 触发标准，（1||2）&&（3||4）
// 1、worker数量大于最大线程池数量
// 2、进行超时控制并且上次获取任务发生了超时
// 3、worker数量大于1
// 4、任务队列为空
if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
&& (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
// cas 操作移除一个线程
if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
return null;
continue;
}
// 超时控制时，若获取任务超时则设置 timedOut = true
// 以下逻辑是阻塞队列获取任务
try {
// 临时核心线程，一般都得用poll超时组获取任务，因为涉及到临时线程的销毁
// 而常驻核心线程，一般用take阻塞组获取任务，因为常驻核心线程得在线程池存在时一直被复用或等待
// 根据timed来判断，如果为true，则通过阻塞队列的poll方法进行超时控制，如果在keepAliveTime时间内没有获取到任务，则返回null
// 否则通过take方法，如果此时队列为空，则take方法会阻塞到队列不为空，这里就是阻塞队列中的超时组和阻塞组的使用。
Runnable r = timed ?
workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
workQueue.take();
if (r != null)
return r;
timedOut = true; // 若特定时间获取不到任务，判定为超时。
} catch (InterruptedException retry) {
timedOut = false;
}
}
}
processWorkerExit 方法
- 执行工作线程销毁
private void processWorkerExit(Worker w, boolean completedAbruptly) {
// completedAbruptly的值在 runworker 方法中被支配
// 如果 completedAbruptly 值为true，则说明线程执行时出现了异常，需要将workerCount减1；
// 如果线程执行时没有出现异常，说明在getTask()方法中已经已经对workerCount进行了减1操作，这里就不必再减了。
if (completedAbruptly) // If abrupt, then workerCount wasn't adjusted
decrementWorkerCount();
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
// 统计当前线程完成的任务数
completedTaskCount += w.completedTasks;
// 从workers的set中移除当前线程，也就表示着从线程池中移除了一个工作线程
workers.remove(w);
} finally {
// 整个过程加独占锁，不能被打扰
mainLock.unlock();
}
// 根据线程池状态进行判断是否结束线程池
tryTerminate();
int c = ctl.get();
// 当线程池是RUNNING或SHUTDOWN状态也就是状态值小于STOP的状态值，
// 如果worker是异常结束，那么会直接addWorker
// 如果不是异常结束，就判断是否允许超时控制并且任务队列是否还有任务，有的话，最少保证还有一个工作线程
// 或者此时线程池中的工作线程的数量是否大于要求的最小值，是的话就不用添加线程直接退出
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);
}
}
execute方法
如果线程池状态一直是 RUNNING 的话，执行流程大致如下：
- 活动线程数小于线程池容量，也就是说常驻核心线程数还没到该线程池设置的 corePoolSize 的话，创建新的常驻核心线程去执行当前任务。
- 否则就将此时的任务扔到阻塞队列中去排队等待。
- 否则如果此时常驻核心线程数到了，并且没超过当前线程池最大核心线程容量，阻塞队列还满了，就创建临时核心线程去执行任务。
- 否则就是调用拒绝策略了。
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
// 获取当前工作线程状态
int c = ctl.get();
// 判断当前线程池中活动线程数是否小于线程池容量，是的话就创建常驻核心线程
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
// 执行 addWorker方法 创建新的常驻核心线程执行 command 任务
if (addWorker(command, true))
return;
// 如果添加失败，再次获取当前工作线程状态
c = ctl.get();
}
// 双重检查线程池状态
// 线程池处于RUNNING状态，把提交的任务成功放入阻塞队列中
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
int recheck = ctl.get();
// recheck and if necessary 有必要就回滚，回滚到入队操作前
// 就是如果此时线程池不是Running状态，就把之前给这个command拒绝，从阻塞队列中删除
// 然后执行reject方法对这个任务做拒绝处理
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
// 获取线程池中有效的活动线程数，如果为0的话，就添加新的线程
// 如果判断workerCount大于0，则直接返回，在workQueue中新增的command会在将来的某个时刻被线程池中线程执行
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
// 第一个参数为null，表示在线程池中创建一个线程，但不去做这个任务，而是从任务队列中去取任务来执行
// 第二个参数为false，将线程池的有限线程数量的上限设置为maximumPoolSize，添加线程时根据maximumPoolSize来判断
addWorker(null, false);
}
// 往线程池中创建新的线程失败，则代表任务队列满了并且线程池最大核心线程数到达上限
// 执行拒绝策略
else if (!addWorker(command, false))
reject(command);
}
为什么要有双重检查线程池状态这步操作？
- 多线程状态下，线程池状态会一直改变，而 ctl.get方法是一个非原子操作
- 所以我们进入第二次判断之前，那个线程状态已经是过去的了，我们是否可以把任务加入任务队列，得通过当前最新的状态来决定。
- 万一线程池处于非running状态(在多线程环境下很有可能发生)，那么 command 永远不会执行。
addWorker方法
// addWorker中的第二个参数表示限制添加线程的数量是根据corePoolSize来判断还是maximumPoolSize来判断；
// 如果为true，根据corePoolSize来判断；
// 如果为false，则根据maximumPoolSize来判断
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
// CAS更新线程池数量
// 如果retry在循环（for，while）外面，在执行到retry时，就会跳出整个循环；
// 如果retry在循环里面，可以理解为跳到了关键字处（这一层循环）执行，不管几层循环。
retry: // retry相当于一个标记，只用在循环里面，很像goto语句，break到retry字符处
for (;;) {
int c = ctl.get(); // 获得当前线程池状态
int rs = runStateOf(c); // 将ctl的值，取 高3位 的数值，即取状态，将当前线程池状态拆包
// Check if queue empty only if necessary.
// 必要时检查任务队列是否为空
/*
* 这个if判断
* 如果rs >= SHUTDOWN，则表示此时不再接收新任务；
* 首先考虑rs == SHUTDOWN的情况
* 这种情况下不会接受新提交的任务，所以在firstTask不为空的时候会返回false；
* 然后，如果firstTask为空，并且workQueue也为空，则返回false，
* 因为队列中已经没有任务了，不需要再添加线程了
*/
if (rs >= SHUTDOWN &&
! (rs == SHUTDOWN && // re == SHUTDOWN的情况
firstTask == null && // 第一个任务为空
! workQueue.isEmpty())) // 并且阻塞队列不为空
return false;
for (;;) {
// 获取当前线程池中核心线程数量（常驻核心线程 + 临时核心线程）
int wc = workerCountOf(c);
//core true代表根据corePoolSize来比较 false代表根据maximumPoolSize来比较
// 核心线程数超标，不能再添加了，直接返回
if (wc >= CAPACITY ||
wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
return false;
// 并跳出第一个无限循环
// 尝试用CAS修改clt的值+1，以此来给要添加的新核心线程腾出空间
// 在线程池中为将要添加的线程留出空间，成功则退出cas循环，失败继续
if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
break retry; // 跳到 retry 处，并且不进入循环
// 添加失败，再次读取当前线程池状态，避免并发状态线程池状态不一致问题，得获取最新的线程池状态
c = ctl.get(); // Re-read ctl
// 如果当前的线程池的状态不等于rs，说明状态已被改变，回到retry外层循环
if (runStateOf(c) != rs)
continue retry; // 跳到 retry 处，并且继续循环
// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
}
}
boolean workerStarted = false;
boolean workerAdded = false;
Worker w = null;
try {
// 根据firstTask来创建Worker对象
w = new Worker(firstTask);
// 每一个Worker对象都会创建一个线程
final Thread t = w.thread;
// 如果线程创建成功
if (t != null) {
// 线程池重入锁
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
// 细化锁的力度，防止临界区过大，浪费资源
mainLock.lock();
try {
// 返回ThreadFactory失败或在获取锁之前关闭
// 得到锁时重新检查线程池状态
int rs = runStateOf(ctl.get());
// rs < SHUTDOWN表示是RUNNING状态
// 如果rs是RUNNING状态或者rs是SHUTDOWN状态并且要运行的初始任务为null，向线程池中添加线程。
// 因为在SHUTDOWN状态时不会再添加新的任务，但还是会执行workQueue中的任务
if (rs < SHUTDOWN ||
(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
// 判断添加的任务的状态，如果这个任务正在执行，那就抛出异常
if (t.isAlive()) // precheck that t is startable
throw new IllegalThreadStateException();
// 添加新的临时核心线程进到 workers 中
workers.add(w);
int s = workers.size();
// largestPoolSize 记录着线程池中出现过的最大线程数量
if (s > largestPoolSize)
largestPoolSize = s;
workerAdded = true;
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
// 线程如果添加到线程池成功，就启动该线程
if (workerAdded) {
t.start(); // 线程启动，执行任务(Worker.thread(firstTask).start());
workerStarted = true;
}
}
} finally {
// 线程添加线程池失败或者启动 addWorkerFailed(w) 方法，添加成功的话得移除这个线程，并且回滚 ctl 的值
if (! workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
return workerStarted;
}
| 
| 图示 |
shutdown方法
该方法要将线程池的状态设置为 SHUTDOWN 状态，调用 interruptIdleWorkers 方法来中断所有的空闲线程，最后调用 tryTerminate 方法尝试结束线程池。
- 等待任务队列所有任务执行完成之后才关闭线程池。
public void shutdown() {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
// 安全策略判断
checkShutdownAccess();
// 切换状态为SHUTDOWN
advanceRunState(SHUTDOWN);
// 中断空闲线程
interruptIdleWorkers();
onShutdown(); // hook for ScheduledThreadPoolExecutor
} finally {
mainLock.unlock();
}
// 尝试结束线程池
tryTerminate();
}
tryTerminate方法
该方法是根据线程池当前状态来判断是否结束当前线程池
final void tryTerminate() {
for (;;) {
//
int c = ctl.get();
/*
* 当前线程池的状态为以下几种情况时，直接返回：
* 1. RUNNING，因为还在运行中，不能停止；
* 2. TIDYING或TERMINATED，因为线程池中已经没有正在运行的线程了，所有的任务都已终止，不包括还在阻塞队列里的；
* 3. SHUTDOWN并且等待队列非空，这时要执行完workQueue中的task；
*/
// 线程池还在运行或者
if (isRunning(c) ||
runStateAtLeast(c, TIDYING) ||
(runStateOf(c) == SHUTDOWN && ! workQueue.isEmpty()))
return;
// 如果线程数量不为0，则中断一个空闲的工作线程，并返回
if (workerCountOf(c) != 0) { // Eligible to terminate
interruptIdleWorkers(ONLY_ONE);
return;
}
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
// 这里尝试设置状态为TIDYING，如果设置成功，则调用terminated方法
if (ctl.compareAndSet(c, ctlOf(TIDYING, 0))) {
try {
// terminated方法默认什么都不做，留给子类实现
terminated();
} finally {
// 设置状态为TERMINATED
ctl.set(ctlOf(TERMINATED, 0));
termination.signalAll();
}
return;
}
} finally {
mainLock.unlock();
}
// else retry on failed CAS
}
}
码云仓库同步笔记，可自取欢迎各位star指正:https://gitee.com/noblegasesgoo/notes
如果出错希望评论区大佬互相讨论指正，维护社区健康大家一起出一份力，不能有容忍错误知识。
—————————————————————— 爱你们的 noblegasesgoo