Java ThreadPoolExecutor思想介绍
一、简介
线程池类为 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor，常用构造方法为：
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,
long keepAliveTime, TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler)
corePoolSize： 线程池维护线程的最少数量
maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量
keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间
unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
workQueue： 线程池所使用的缓冲队列
handler： 线程池对拒绝任务的处理策略
一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池，任务就是一个 Runnable类型的对象，任务的执行方法就是 Runnable类型对象的run()方法。
当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时：
l 如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
l 如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
l 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
l 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。也就是：处理任务的优先级为：核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。
l 当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。
unit可选的参数为java.util.concurrent.TimeUnit中的几个静态属性：
NANOSECONDS、
MICROSECONDS、
MILLISECONDS、
SECONDS。
workQueue常用的是：java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue
handler有四个选择：
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
重试添加当前的任务，他会自动重复调用execute()方法
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
抛弃旧的任务
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
抛弃当前的任务
二、相关参考
一个 ExecutorService，它使用可能的几个池线程之一执行每个提交的任务，通常使用 Executors 工厂方法配置。
线程池可以解决两个不同问题：由于减少了每个任务调用的开销，它们通常可以在执行大量异步任务时提供增强的性能，并且还可以提供绑定和管理资源（包括执行集合任务时使用的线程）的方法。每个 ThreadPoolExecutor 还维护着一些基本的统计数据，如完成的任务数。
为了便于跨大量上下文使用，此类提供了很多可调整的参数和扩展挂钩。但是，强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法 Executors.newCachedThreadPool()（无界线程池，可以进行自动线程回收）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小线程池）和 Executors.newSingleThreadExecutor()（单个后台线程），它们均为大多数使用场景预定义了设置。否则，在手动配置和调整此类时，使用以下指导：
核心和最大池大小
ThreadPoolExecutor 将根据 corePoolSize（参见 getCorePoolSize()）和 maximumPoolSize（参见 getMaximumPoolSize()）设置的边界自动调整池大小。当新任务在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交时，如果运行的线程少于 corePoolSize，则创建新线程来处理请求，即使其他辅助线程是空闲的。如果运行的线程多于 corePoolSize 而少于 maximumPoolSize，则仅当队列满时才创建新线程。如果设置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相同，则创建了固定大小的线程池。如果将 maximumPoolSize 设置为基本的无界值（如 Integer.MAX_VALUE），则允许池适应任意数量的并发任务。在大多数情况下，核心和最大池大小仅基于构造来设置，不过也可以使用 setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 进行动态更改。
按需构造
默认情况下，即使核心线程最初只是在新任务需要时才创建和启动的，也可以使用方法 prestartCoreThread() 或 prestartAllCoreThreads() 对其进行动态重写。
创建新线程
使用 ThreadFactory 创建新线程。如果没有另外说明，则在同一个 ThreadGroup 中一律使用 Executors.defaultThreadFactory() 创建线程，并且这些线程具有相同的 NORM_PRIORITY 优先级和非守护进程状态。通过提供不同的 ThreadFactory，可以改变线程的名称、线程组、优先级、守护进程状态，等等。如果从 newThread 返回 null 时 ThreadFactory 未能创建线程，则执行程序将继续运行，但不能执行任何任务。
保持活动时间
如果池中当前有多于 corePoolSize 的线程，则这些多出的线程在空闲时间超过 keepAliveTime 时将会终止（参见 getKeepAliveTime(java.util.concurrent.TimeUnit)）。这提供了当池处于非活动状态时减少资源消耗的方法。如果池后来变得更为活动，则可以创建新的线程。也可以使用方法 setKeepAliveTime(long, java.util.concurrent.TimeUnit) 动态地更改此参数。使用 Long.MAX_VALUE TimeUnit.NANOSECONDS 的值在关闭前有效地从以前的终止状态禁用空闲线程。
排队
所有 BlockingQueue 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互：
A. 如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。
B. 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。
C. 如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。
排队有三种通用策略：
直接提交。工作队列的默认选项是 SynchronousQueue，它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此，如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集合时出现锁定。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
无界队列。使用无界队列（例如，不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue）将导致在所有 corePoolSize 线程都忙的情况下将新任务加入队列。这样，创建的线程就不会超过 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize 的值也就无效了。）当每个任务完全独立于其他任务，即任务执行互不影响时，适合于使用无界队列；例如，在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求，当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
有界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时，有界队列（如 ArrayBlockingQueue）有助于防止资源耗尽，但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型队列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销，但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞（例如，如果它们是 I/O 边界），则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小，CPU 使用率较高，但是可能遇到不可接受的调度开销，这样也会降低吞吐量。
被拒绝的任务
当 Executor 已经关闭，并且 Executor 将有限边界用于最大线程和工作队列容量，且已经饱和时，在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交的新任务将被拒绝。在以上两种情况下，execute 方法都将调用其 RejectedExecutionHandler 的 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor) 方法。下面提供了四种预定义的处理程序策略：
A. 在默认的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中，处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException。
B. 在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中，线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。
C. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中，不能执行的任务将被删除。
D. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中，如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程）。
定义和使用其他种类的 RejectedExecutionHandler 类也是可能的，但这样做需要非常小心，尤其是当策略仅用于特定容量或排队策略时。
挂钩方法
此类提供 protected 可重写的 beforeExecute(java.lang.Thread, java.lang.Runnable) 和 afterExecute(java.lang.Runnable, java.lang.Throwable) 方法，这两种方法分别在执行每个任务之前和之后调用。它们可用于操纵执行环境；例如，重新初始化 ThreadLocal、搜集统计信息或添加日志条目。此外，还可以重写方法 terminated() 来执行 Executor 完全终止后需要完成的所有特殊处理。
如果挂钩或回调方法抛出异常，则内部辅助线程将依次失败并突然终止。
队列维护
方法 getQueue() 允许出于监控和调试目的而访问工作队列。强烈反对出于其他任何目的而使用此方法。remove(java.lang.Runnable) 和 purge() 这两种方法可用于在取消大量已排队任务时帮助进行存储回收。
一、例子
创建 TestThreadPool 类：
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class TestThreadPool {
private static int produceTaskSleepTime = 2;
private static int produceTaskMaxNumber = 10;
public static void main(String[] args) {
// 构造一个线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++) {
try {
String task = "task@ " + i;
System.out.println("创建任务并提交到线程池中：" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));
Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class TestThreadPool {
private static int produceTaskSleepTime = 2;
private static int produceTaskMaxNumber = 10;
public static void main(String[] args) {
// 构造一个线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++) {
try {
String task = "task@ " + i;
System.out.println("创建任务并提交到线程池中：" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));
Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class TestThreadPool {
private static int produceTaskSleepTime = 2;
private static int produceTaskMaxNumber = 10;
public static void main(String[] args) {
// 构造一个线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++) {
try {
String task = "task@ " + i;
System.out.println("创建任务并提交到线程池中：" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));
Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
创建 ThreadPoolTask类：
import java.io.Serializable;
public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable {
private Object attachData;
ThreadPoolTask(Object tasks) {
this.attachData = tasks;
}
public void run() {
System.out.println("开始执行任务：" + attachData);
attachData = null;
}
public Object getTask() {
return this.attachData;
}
}
import java.io.Serializable;
public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable {
private Object attachData;
ThreadPoolTask(Object tasks) {
this.attachData = tasks;
}
public void run() {
System.out.println("开始执行任务：" + attachData);
attachData = null;
}
public Object getTask() {
return this.attachData;
}
}
import java.io.Serializable; public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable { private Object attachData; ThreadPoolTask(Object tasks) { this.attachData = tasks; } public void run() { System.out.println("开始执行任务：" + attachData); attachData = null; } public Object getTask() { return this.attachData; } }
执行结果：
创建任务并提交到线程池中：task@ 1
开始执行任务：task@ 1
创建任务并提交到线程池中：task@ 2
开始执行任务：task@ 2
创建任务并提交到线程池中：task@ 3
创建任务并提交到线程池中：task@ 4
开始执行任务：task@ 3
创建任务并提交到线程池中：task@ 5
开始执行任务：task@ 4
创建任务并提交到线程池中：task@ 6
创建任务并提交到线程池中：task@ 7
创建任务并提交到线程池中：task@ 8
开始执行任务：task@ 5
开始执行任务：task@ 6
创建任务并提交到线程池中：task@ 9
开始执行任务：task@ 7
创建任务并提交到线程池中：task@ 10
开始执行任务：task@ 8
开始执行任务：task@ 9
开始执行任务：task@ 10
ThreadPoolExecutor配置
< type="text/javascript"> < type="text/javascript">
一、ThreadPoolExcutor为一些Executor提供了基本的实现，这些Executor是由Executors中的工厂 newCahceThreadPool、newFixedThreadPool和newScheduledThreadExecutor返回的。 ThreadPoolExecutor是一个灵活的健壮的池实现，允许各种各样的用户定制。
二、线程的创建与销毁
1、核心池大小、最大池大小和存活时间共同管理着线程的创建与销毁。
2、核心池的大小是目标的大小；线程池的实现试图维护池的大小；即使没有任务执行，池的大小也等于核心池的大小，并直到工作队列充满前，池都不会创建更多的线程。如果当前池的大小超过了核心池的大小，线程池就会终止它。
3、最大池的大小是可同时活动的线程数的上限。
4、如果一个线程已经闲置的时间超过了存活时间，它将成为一个被回收的候选者。
5、newFixedThreadPool工厂为请求的池设置了核心池的大小和最大池的大小，而且池永远不会超时
6、newCacheThreadPool工厂将最大池的大小设置为Integer.MAX_VALUE，核心池的大小设置为0，超时设置为一分钟。这样创建了无限扩大的线程池，会在需求量减少的情况下减少线程数量。
三、管理
1、 ThreadPoolExecutor允许你提供一个BlockingQueue来持有等待执行的任务。任务排队有3种基本方法：无限队列、有限队列和同步移交。
2、 newFixedThreadPool和newSingleThreadExectuor默认使用的是一个无限的 LinkedBlockingQueue。如果所有的工作者线程都处于忙碌状态，任务会在队列中等候。如果任务持续快速到达，超过了它们被执行的速度，队列也会无限制地增加。稳妥的策略是使用有限队列，比如ArrayBlockingQueue或有限的LinkedBlockingQueue以及 PriorityBlockingQueue。
3、对于庞大或无限的池，可以使用SynchronousQueue，完全绕开队列，直接将任务由生产者交给工作者线程
4、可以使用PriorityBlockingQueue通过优先级安排任务
JAVA线程池(ThreadPoolExecutor)源码分析
首先,JAVA中使用ThreadPoolExecutor的常用方式：
实例代码1
Java代码
Runnable runnable = new CountService(intArr);
ThreadPoolExecutor execute = (ThreadPoolExecutor)Executors.newFixedThreadPool(10);
//或者使用：ThreadPoolExecutor execute = (ThreadPoolExecutor)Executors.newCachedThreadPool();
execute.submit(runnable);
Runnable runnable = new CountService(intArr); ThreadPoolExecutor execute = (ThreadPoolExecutor)Executors.newFixedThreadPool(10); //或者使用：ThreadPoolExecutor execute = (ThreadPoolExecutor)Executors.newCachedThreadPool(); execute.submit(runnable);
在分析ThreadPoolExecutor源码前，先了解下面两个概念：
1.核心线程(任务)：我们定义的线程，即实现了Runnable接口的类，是我们将要放到线程池中执行的类，如实例代码中的CountService类
2.工作线程：由线程池中创建的线程，是用来获得核心线程并执行核心线程的线程（比较拗口哦,具体看代码就知道是什么东东了）。
Executors是一个线程池工厂，各种类型的线程池都是通过它来创建的，注意把它和Executor分开，感觉这个线程池工厂命名有点问题。
我们主要分析下我们提交任务的处理逻辑，即’execute.submit(runnable)’的实现。
Submit()方法是在ThreadPoolExecutor继承的抽象类AbstractExecutorService中实现的，具体代码如下：
Java代码
public Future<?> submit(Runnable task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
//对核心线程的一个包装，RunnableFuture还是一个Runnable
RunnableFuture<Object> ftask = newTaskFor(task, null);
//核心线程执行逻辑
execute(ftask);
return ftask;
}
public Future<?> submit(Runnable task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); //对核心线程的一个包装，RunnableFuture还是一个Runnable RunnableFuture<Object> ftask = newTaskFor(task, null); //核心线程执行逻辑 execute(ftask); return ftask; }
从代码中可以看出，线程的执行逻辑通过execute()完成，而execute是在AbstractExecutorService的子类ThreadPoolExecutor中实现的。看，一个典型的模板模式！废话少说，下面看ThreadPoolExecutor中execute()方法中代码：
Java代码
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
/*
* command线程运行的整个逻辑在 addIfUnderCorePoolSize(command)方法中实现
* 一般适用于FixedThreadPool
*/
if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {
/*
* poolSize >= corePoolSize条件成立情景：当创建的为CacheThreadPool时,条件
* 就能成立
*/
if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {
if (runState != RUNNING || poolSize == 0)
//两种情况下执行该方法:1.线程池shutdown 2.CacheThreadPool中第一个核心线程的执行
ensureQueuedTaskHandled(command);
}
//CacheThreadPool中线程的执行逻辑
else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))
reject(command); // is shutdown or saturated
}
}
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); /* * command线程运行的整个逻辑在 addIfUnderCorePoolSize(command)方法中实现 * 一般适用于FixedThreadPool */ if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) { /* * poolSize >= corePoolSize条件成立情景：当创建的为CacheThreadPool时,条件 * 就能成立 */ if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) { if (runState != RUNNING || poolSize == 0) //两种情况下执行该方法:1.线程池shutdown 2.CacheThreadPool中第一个核心线程的执行 ensureQueuedTaskHandled(command); } //CacheThreadPool中线程的执行逻辑 else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command)) reject(command); // is shutdown or saturated } }
注意：CachedThreadPool和FixedThreadPool的逻辑实现都是在ThreadPoolExecutor中实现的。它两的主要区别就是属性corePoolSize以及workQueue的初始值的不同。具体可自己查看工程类Executors的newFixedThreadPool()和newCachedThreadPool方法。由于这些初始值的不同，所以实现的逻辑也不同，具体的我在代码中已经注释了。
command线程运行的整个逻辑在 addIfUnderCorePoolSize(command)方法中实现的，
详细请看addIfUnderCorePoolSize(command)源码：
Java代码
private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) {
Thread t = null;
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
//poolSize < corePoolSize 即当前工作线程的数量一定要小于你设置的线程最大数量
//CachedThreadPool永远也不会进入该方法，因为它的corePoolSize初始为0
if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING)
t = addThread(firstTask);
} finally {
mainLock.unlock();
}
if (t == null)
return false;
t.start(); //线程执行了
return true;
}
private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) { Thread t = null; final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { //poolSize < corePoolSize 即当前工作线程的数量一定要小于你设置的线程最大数量 //CachedThreadPool永远也不会进入该方法，因为它的corePoolSize初始为0 if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING) t = addThread(firstTask); } finally { mainLock.unlock(); } if (t == null) return false; t.start(); //线程执行了 return true; }
看’t.start()’，这表示工作线程启动了，工作线程t启动的前提条件是’t = addThread(firstTask); ‘返回值t必须不为null。好了，现在想看看java线程池中工作线程是怎么样的吗？请看addThread方法：
Java代码
private Thread addThread(Runnable firstTask) {
//Worker就是典型的工作线程,所以的核心线程都在工作线程中执行
Worker w = new Worker(firstTask);
//采用默认的线程工厂生产出一线程。注意就是设置一些线程的默认属性，如优先级、是否为后台线程等
Thread t = threadFactory.newThread(w);
if (t != null) {
w.thread = t;
workers.add(w);
//没生成一个工作线程 poolSize加1，但poolSize等于最大线程数corePoolSize时，则不能再生成工作线程
int nt = ++poolSize;
if (nt > largestPoolSize)
largestPoolSize = nt;
}
return t;
}
private Thread addThread(Runnable firstTask) { //Worker就是典型的工作线程,所以的核心线程都在工作线程中执行 Worker w = new Worker(firstTask); //采用默认的线程工厂生产出一线程。注意就是设置一些线程的默认属性，如优先级、是否为后台线程等 Thread t = threadFactory.newThread(w); if (t != null) { w.thread = t; workers.add(w); //没生成一个工作线程 poolSize加1，但poolSize等于最大线程数corePoolSize时，则不能再生成工作线程 int nt = ++poolSize; if (nt > largestPoolSize) largestPoolSize = nt; } return t; }
看见没，Worker就是工作线程类，它是ThreadPoolExecutor中的一个内部类。下面，我们主要分析Worker类，如了解了Worker类，那基本就了解了java线程池的整个原理了。不用怕，Worker类的逻辑很简单，它其实就是一个线程，实现了Runnable接口的，所以，我们先从run方法入手，run方法源码如下：
Java代码
public void run() {
try {
Runnable task = firstTask;
firstTask = null;
/**
* 注意这段while循环的执行逻辑,没执行完一个核心线程后,就会去线程池
* 队列中取下一个核心线程,如取出的核心线程为null,则当前工作线程终止
*/
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
runTask(task); //你所提交的核心线程(任务)的运行逻辑
task = null;
}
} finally {
workerDone(this); // 当前工作线程退出
}
}
}
public void run() { try { Runnable task = firstTask; firstTask = null; /** * 注意这段while循环的执行逻辑,没执行完一个核心线程后,就会去线程池 * 队列中取下一个核心线程,如取出的核心线程为null,则当前工作线程终止 */ while (task != null || (task = getTask()) != null) { runTask(task); //你所提交的核心线程(任务)的运行逻辑 task = null; } } finally { workerDone(this); // 当前工作线程退出 } } }
从源码中可看出，我们所提交的核心线程(任务)的逻辑是在Worker中的runTask()方法中实现的。这个方法很简单，自己可以打开看看。这里要注意一点，在runTask()方法中执行核心线程时是调用核心线程的run()方法，这是一个寻常方法的调用，千万别与线程的启动(start())混合了。这里还有一个比较重要的方法，那就是上述代码中while循环中的getTask()方法，它是一个从池队列中取的核心线程（任务）的方法。具体代码如下：
Java代码
Runnable getTask() {
for (;;) {
try {
int state = runState;
if (state > SHUTDOWN)
return null;
Runnable r;
if (state == SHUTDOWN) //帮助清空队列
r = workQueue.poll();
/*
* 对于条件1，如果可以超时，则在等待keepAliveTime时间后，则返回一null对象,这时就
* 销毁该工作线程，这就是CachedThreadPool为什么能回收空闲线程的原因了。
* 注意以下几点:1.这种功能情况一般不可能在fixedThreadPool中出现
* 2.在使用CachedThreadPool时，条件1一般总是成立,因为CachedThreadPool的corePoolSize
* 初始为0
*/
else if (poolSize > corePoolSize || allowCoreThreadTimeOut) //------------------条件1
r = workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS);
else
r = workQueue.take(); //如果队列不存在任何元素 则一直等待。 FiexedThreadPool典型模式----------条件2
if (r != null)
return r;
if (workerCanExit()) { //--------------------------条件3
if (runState >= SHUTDOWN) // Wake up others
interruptIdleWorkers();
return null;
}
// Else retry
} catch (InterruptedException ie) {
// On interruption, re-check runState
}
}
}
Runnable getTask() { for (;;) { try { int state = runState; if (state > SHUTDOWN) return null; Runnable r; if (state == SHUTDOWN) //帮助清空队列 r = workQueue.poll(); /* * 对于条件1，如果可以超时，则在等待keepAliveTime时间后，则返回一null对象,这时就 * 销毁该工作线程，这就是CachedThreadPool为什么能回收空闲线程的原因了。 * 注意以下几点:1.这种功能情况一般不可能在fixedThreadPool中出现 * 2.在使用CachedThreadPool时，条件1一般总是成立,因为CachedThreadPool的corePoolSize * 初始为0 */ else if (poolSize > corePoolSize || allowCoreThreadTimeOut) //------------------条件1 r = workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS); else r = workQueue.take(); //如果队列不存在任何元素 则一直等待。 FiexedThreadPool典型模式----------条件2 if (r != null) return r; if (workerCanExit()) { //--------------------------条件3 if (runState >= SHUTDOWN) // Wake up others interruptIdleWorkers(); return null; } // Else retry } catch (InterruptedException ie) { // On interruption, re-check runState } } }
从这个方法中，我们需要了解一下几点：
1.CachedThreadPool获得任务逻辑是条件1，条件1的处理逻辑请看注释，CachedThreadPool执行条件1的原因是：CachedThreadPool的corePoolSize时刻为0。
2.FixedThreadPool执行的逻辑为条件2,从’workQueue.take()’中我们就明白了为什么FixedThreadPool不会释放工作线程的原因了(除非你关闭线程池)。
最后，我们了解下Worker(工作线程)终止时的处理吧，这个对理解CachedThreadPool有帮助，具体代码如下：
Java代码
/**
* 工作线程退出要处理的逻辑
* @param w
*/
void workerDone(Worker w) {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
completedTaskCount += w.completedTasks;
workers.remove(w); //从工作线程缓存中删除
if (--poolSize == 0) //poolSize减一,这时其实又可以创建工作线程了
tryTerminate(); //尝试终止
} finally {
mainLock.unlock();
}
}
/** * 工作线程退出要处理的逻辑 * @param w */ void workerDone(Worker w) { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { completedTaskCount += w.completedTasks; workers.remove(w); //从工作线程缓存中删除 if (--poolSize == 0) //poolSize减一,这时其实又可以创建工作线程了 tryTerminate(); //尝试终止 } finally { mainLock.unlock(); } }
注意workDone()方法中的tyrTerminate()方法，它是你以后理解线程池中shuDown()以及CachedThreadPool原理的关键，具体代码如下：
Java代码
private void tryTerminate() {
//终止的前提条件就是线程池里已经没有工作线程(Worker)了
if (poolSize == 0) {
int state = runState;
/**
* 如果当前已经没有了工作线程(Worker),但是线程队列里还有等待的线程任务,则创建一个
* 工作线程来执行线程队列中等待的任务
*/
if (state < STOP && !workQueue.isEmpty()) {
state = RUNNING; // disable termination check below
Thread t = addThread(null);
if (t != null)
t.start();
}
//设置池状态为终止状态
if (state == STOP || state == SHUTDOWN) {
runState = TERMINATED;
termination.signalAll();
terminated();
}
}
}
线程池类为 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor，常用构造方法为：
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,
long keepAliveTime, TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler)
corePoolSize： 线程池维护线程的最少数量
maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量
keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间
unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
workQueue： 线程池所使用的缓冲队列
handler： 线程池对拒绝任务的处理策略
一个任务通过 execute(Runnable)方法被添加到线程池，任务就是一个 Runnable类型的对象，任务的执行方法就是 Runnable类型对象的run()方法。
当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时：
l 如果此时线程池中的数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
l 如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize，但是缓冲队列 workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
l 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
l 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。也就是：处理任务的优先级为：核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。
l 当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。
unit可选的参数为java.util.concurrent.TimeUnit中的几个静态属性：
NANOSECONDS、
MICROSECONDS、
MILLISECONDS、
SECONDS。
workQueue常用的是：java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue
handler有四个选择：
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
重试添加当前的任务，他会自动重复调用execute()方法
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
抛弃旧的任务
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
抛弃当前的任务
二、相关参考
一个 ExecutorService，它使用可能的几个池线程之一执行每个提交的任务，通常使用 Executors 工厂方法配置。
线程池可以解决两个不同问题：由于减少了每个任务调用的开销，它们通常可以在执行大量异步任务时提供增强的性能，并且还可以提供绑定和管理资源（包括执行集合任务时使用的线程）的方法。每个 ThreadPoolExecutor 还维护着一些基本的统计数据，如完成的任务数。
为了便于跨大量上下文使用，此类提供了很多可调整的参数和扩展挂钩。但是，强烈建议程序员使用较为方便的 Executors 工厂方法 Executors.newCachedThreadPool()（无界线程池，可以进行自动线程回收）、Executors.newFixedThreadPool(int)（固定大小线程池）和 Executors.newSingleThreadExecutor()（单个后台线程），它们均为大多数使用场景预定义了设置。否则，在手动配置和调整此类时，使用以下指导：
核心和最大池大小
ThreadPoolExecutor 将根据 corePoolSize（参见 getCorePoolSize()）和 maximumPoolSize（参见 getMaximumPoolSize()）设置的边界自动调整池大小。当新任务在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交时，如果运行的线程少于 corePoolSize，则创建新线程来处理请求，即使其他辅助线程是空闲的。如果运行的线程多于 corePoolSize 而少于 maximumPoolSize，则仅当队列满时才创建新线程。如果设置的 corePoolSize 和 maximumPoolSize 相同，则创建了固定大小的线程池。如果将 maximumPoolSize 设置为基本的无界值（如 Integer.MAX_VALUE），则允许池适应任意数量的并发任务。在大多数情况下，核心和最大池大小仅基于构造来设置，不过也可以使用 setCorePoolSize(int) 和 setMaximumPoolSize(int) 进行动态更改。
按需构造
默认情况下，即使核心线程最初只是在新任务需要时才创建和启动的，也可以使用方法 prestartCoreThread() 或 prestartAllCoreThreads() 对其进行动态重写。
创建新线程
使用 ThreadFactory 创建新线程。如果没有另外说明，则在同一个 ThreadGroup 中一律使用 Executors.defaultThreadFactory() 创建线程，并且这些线程具有相同的 NORM_PRIORITY 优先级和非守护进程状态。通过提供不同的 ThreadFactory，可以改变线程的名称、线程组、优先级、守护进程状态，等等。如果从 newThread 返回 null 时 ThreadFactory 未能创建线程，则执行程序将继续运行，但不能执行任何任务。
保持活动时间
如果池中当前有多于 corePoolSize 的线程，则这些多出的线程在空闲时间超过 keepAliveTime 时将会终止（参见 getKeepAliveTime(java.util.concurrent.TimeUnit)）。这提供了当池处于非活动状态时减少资源消耗的方法。如果池后来变得更为活动，则可以创建新的线程。也可以使用方法 setKeepAliveTime(long, java.util.concurrent.TimeUnit) 动态地更改此参数。使用 Long.MAX_VALUE TimeUnit.NANOSECONDS 的值在关闭前有效地从以前的终止状态禁用空闲线程。
排队
所有 BlockingQueue 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互：
A. 如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。
B. 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。
C. 如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。
排队有三种通用策略：
直接提交。工作队列的默认选项是 SynchronousQueue，它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此，如果不存在可用于立即运行任务的线程，则试图把任务加入队列将失败，因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集合时出现锁定。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
无界队列。使用无界队列（例如，不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue）将导致在所有 corePoolSize 线程都忙的情况下将新任务加入队列。这样，创建的线程就不会超过 corePoolSize。（因此，maximumPoolSize 的值也就无效了。）当每个任务完全独立于其他任务，即任务执行互不影响时，适合于使用无界队列；例如，在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求，当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时，此策略允许无界线程具有增长的可能性。
有界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时，有界队列（如 ArrayBlockingQueue）有助于防止资源耗尽，但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷：使用大型队列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销，但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞（例如，如果它们是 I/O 边界），则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小，CPU 使用率较高，但是可能遇到不可接受的调度开销，这样也会降低吞吐量。
被拒绝的任务
当 Executor 已经关闭，并且 Executor 将有限边界用于最大线程和工作队列容量，且已经饱和时，在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交的新任务将被拒绝。在以上两种情况下，execute 方法都将调用其 RejectedExecutionHandler 的 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(java.lang.Runnable, java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor) 方法。下面提供了四种预定义的处理程序策略：
A. 在默认的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中，处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException。
B. 在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中，线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。
C. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中，不能执行的任务将被删除。
D. 在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中，如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重试执行程序（如果再次失败，则重复此过程）。
定义和使用其他种类的 RejectedExecutionHandler 类也是可能的，但这样做需要非常小心，尤其是当策略仅用于特定容量或排队策略时。
挂钩方法
此类提供 protected 可重写的 beforeExecute(java.lang.Thread, java.lang.Runnable) 和 afterExecute(java.lang.Runnable, java.lang.Throwable) 方法，这两种方法分别在执行每个任务之前和之后调用。它们可用于操纵执行环境；例如，重新初始化 ThreadLocal、搜集统计信息或添加日志条目。此外，还可以重写方法 terminated() 来执行 Executor 完全终止后需要完成的所有特殊处理。
如果挂钩或回调方法抛出异常，则内部辅助线程将依次失败并突然终止。
队列维护
方法 getQueue() 允许出于监控和调试目的而访问工作队列。强烈反对出于其他任何目的而使用此方法。remove(java.lang.Runnable) 和 purge() 这两种方法可用于在取消大量已排队任务时帮助进行存储回收。
一、例子
创建 TestThreadPool 类：
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class TestThreadPool {
private static int produceTaskSleepTime = 2;
private static int produceTaskMaxNumber = 10;
public static void main(String[] args) {
// 构造一个线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++) {
try {
String task = "task@ " + i;
System.out.println("创建任务并提交到线程池中：" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));
Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class TestThreadPool {
private static int produceTaskSleepTime = 2;
private static int produceTaskMaxNumber = 10;
public static void main(String[] args) {
// 构造一个线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++) {
try {
String task = "task@ " + i;
System.out.println("创建任务并提交到线程池中：" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));
Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class TestThreadPool {
private static int produceTaskSleepTime = 2;
private static int produceTaskMaxNumber = 10;
public static void main(String[] args) {
// 构造一个线程池
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 4, 3,
TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(3),
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
for (int i = 1; i <= produceTaskMaxNumber; i++) {
try {
String task = "task@ " + i;
System.out.println("创建任务并提交到线程池中：" + task);
threadPool.execute(new ThreadPoolTask(task));
Thread.sleep(produceTaskSleepTime);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
创建 ThreadPoolTask类：
import java.io.Serializable;
public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable {
private Object attachData;
ThreadPoolTask(Object tasks) {
this.attachData = tasks;
}
public void run() {
System.out.println("开始执行任务：" + attachData);
attachData = null;
}
public Object getTask() {
return this.attachData;
}
}
import java.io.Serializable;
public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable {
private Object attachData;
ThreadPoolTask(Object tasks) {
this.attachData = tasks;
}
public void run() {
System.out.println("开始执行任务：" + attachData);
attachData = null;
}
public Object getTask() {
return this.attachData;
}
}
import java.io.Serializable; public class ThreadPoolTask implements Runnable, Serializable { private Object attachData; ThreadPoolTask(Object tasks) { this.attachData = tasks; } public void run() { System.out.println("开始执行任务：" + attachData); attachData = null; } public Object getTask() { return this.attachData; } }
执行结果：
创建任务并提交到线程池中：task@ 1
开始执行任务：task@ 1
创建任务并提交到线程池中：task@ 2
开始执行任务：task@ 2
创建任务并提交到线程池中：task@ 3
创建任务并提交到线程池中：task@ 4
开始执行任务：task@ 3
创建任务并提交到线程池中：task@ 5
开始执行任务：task@ 4
创建任务并提交到线程池中：task@ 6
创建任务并提交到线程池中：task@ 7
创建任务并提交到线程池中：task@ 8
开始执行任务：task@ 5
开始执行任务：task@ 6
创建任务并提交到线程池中：task@ 9
开始执行任务：task@ 7
创建任务并提交到线程池中：task@ 10
开始执行任务：task@ 8
开始执行任务：task@ 9
开始执行任务：task@ 10
ThreadPoolExecutor配置
< type="text/javascript"> < type="text/javascript">
一、ThreadPoolExcutor为一些Executor提供了基本的实现，这些Executor是由Executors中的工厂 newCahceThreadPool、newFixedThreadPool和newScheduledThreadExecutor返回的。 ThreadPoolExecutor是一个灵活的健壮的池实现，允许各种各样的用户定制。
二、线程的创建与销毁
1、核心池大小、最大池大小和存活时间共同管理着线程的创建与销毁。
2、核心池的大小是目标的大小；线程池的实现试图维护池的大小；即使没有任务执行，池的大小也等于核心池的大小，并直到工作队列充满前，池都不会创建更多的线程。如果当前池的大小超过了核心池的大小，线程池就会终止它。
3、最大池的大小是可同时活动的线程数的上限。
4、如果一个线程已经闲置的时间超过了存活时间，它将成为一个被回收的候选者。
5、newFixedThreadPool工厂为请求的池设置了核心池的大小和最大池的大小，而且池永远不会超时
6、newCacheThreadPool工厂将最大池的大小设置为Integer.MAX_VALUE，核心池的大小设置为0，超时设置为一分钟。这样创建了无限扩大的线程池，会在需求量减少的情况下减少线程数量。
三、管理
1、 ThreadPoolExecutor允许你提供一个BlockingQueue来持有等待执行的任务。任务排队有3种基本方法：无限队列、有限队列和同步移交。
2、 newFixedThreadPool和newSingleThreadExectuor默认使用的是一个无限的 LinkedBlockingQueue。如果所有的工作者线程都处于忙碌状态，任务会在队列中等候。如果任务持续快速到达，超过了它们被执行的速度，队列也会无限制地增加。稳妥的策略是使用有限队列，比如ArrayBlockingQueue或有限的LinkedBlockingQueue以及 PriorityBlockingQueue。
3、对于庞大或无限的池，可以使用SynchronousQueue，完全绕开队列，直接将任务由生产者交给工作者线程
4、可以使用PriorityBlockingQueue通过优先级安排任务
JAVA线程池(ThreadPoolExecutor)源码分析
首先,JAVA中使用ThreadPoolExecutor的常用方式：
实例代码1
Java代码
Runnable runnable = new CountService(intArr);
ThreadPoolExecutor execute = (ThreadPoolExecutor)Executors.newFixedThreadPool(10);
//或者使用：ThreadPoolExecutor execute = (ThreadPoolExecutor)Executors.newCachedThreadPool();
execute.submit(runnable);
Runnable runnable = new CountService(intArr); ThreadPoolExecutor execute = (ThreadPoolExecutor)Executors.newFixedThreadPool(10); //或者使用：ThreadPoolExecutor execute = (ThreadPoolExecutor)Executors.newCachedThreadPool(); execute.submit(runnable);
在分析ThreadPoolExecutor源码前，先了解下面两个概念：
1.核心线程(任务)：我们定义的线程，即实现了Runnable接口的类，是我们将要放到线程池中执行的类，如实例代码中的CountService类
2.工作线程：由线程池中创建的线程，是用来获得核心线程并执行核心线程的线程（比较拗口哦,具体看代码就知道是什么东东了）。
Executors是一个线程池工厂，各种类型的线程池都是通过它来创建的，注意把它和Executor分开，感觉这个线程池工厂命名有点问题。
我们主要分析下我们提交任务的处理逻辑，即’execute.submit(runnable)’的实现。
Submit()方法是在ThreadPoolExecutor继承的抽象类AbstractExecutorService中实现的，具体代码如下：
Java代码
public Future<?> submit(Runnable task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
//对核心线程的一个包装，RunnableFuture还是一个Runnable
RunnableFuture<Object> ftask = newTaskFor(task, null);
//核心线程执行逻辑
execute(ftask);
return ftask;
}
public Future<?> submit(Runnable task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); //对核心线程的一个包装，RunnableFuture还是一个Runnable RunnableFuture<Object> ftask = newTaskFor(task, null); //核心线程执行逻辑 execute(ftask); return ftask; }
从代码中可以看出，线程的执行逻辑通过execute()完成，而execute是在AbstractExecutorService的子类ThreadPoolExecutor中实现的。看，一个典型的模板模式！废话少说，下面看ThreadPoolExecutor中execute()方法中代码：
Java代码
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
/*
* command线程运行的整个逻辑在 addIfUnderCorePoolSize(command)方法中实现
* 一般适用于FixedThreadPool
*/
if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) {
/*
* poolSize >= corePoolSize条件成立情景：当创建的为CacheThreadPool时,条件
* 就能成立
*/
if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) {
if (runState != RUNNING || poolSize == 0)
//两种情况下执行该方法:1.线程池shutdown 2.CacheThreadPool中第一个核心线程的执行
ensureQueuedTaskHandled(command);
}
//CacheThreadPool中线程的执行逻辑
else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command))
reject(command); // is shutdown or saturated
}
}
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); /* * command线程运行的整个逻辑在 addIfUnderCorePoolSize(command)方法中实现 * 一般适用于FixedThreadPool */ if (poolSize >= corePoolSize || !addIfUnderCorePoolSize(command)) { /* * poolSize >= corePoolSize条件成立情景：当创建的为CacheThreadPool时,条件 * 就能成立 */ if (runState == RUNNING && workQueue.offer(command)) { if (runState != RUNNING || poolSize == 0) //两种情况下执行该方法:1.线程池shutdown 2.CacheThreadPool中第一个核心线程的执行 ensureQueuedTaskHandled(command); } //CacheThreadPool中线程的执行逻辑 else if (!addIfUnderMaximumPoolSize(command)) reject(command); // is shutdown or saturated } }
注意：CachedThreadPool和FixedThreadPool的逻辑实现都是在ThreadPoolExecutor中实现的。它两的主要区别就是属性corePoolSize以及workQueue的初始值的不同。具体可自己查看工程类Executors的newFixedThreadPool()和newCachedThreadPool方法。由于这些初始值的不同，所以实现的逻辑也不同，具体的我在代码中已经注释了。
command线程运行的整个逻辑在 addIfUnderCorePoolSize(command)方法中实现的，
详细请看addIfUnderCorePoolSize(command)源码：
Java代码
private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) {
Thread t = null;
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
//poolSize < corePoolSize 即当前工作线程的数量一定要小于你设置的线程最大数量
//CachedThreadPool永远也不会进入该方法，因为它的corePoolSize初始为0
if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING)
t = addThread(firstTask);
} finally {
mainLock.unlock();
}
if (t == null)
return false;
t.start(); //线程执行了
return true;
}
private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) { Thread t = null; final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { //poolSize < corePoolSize 即当前工作线程的数量一定要小于你设置的线程最大数量 //CachedThreadPool永远也不会进入该方法，因为它的corePoolSize初始为0 if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING) t = addThread(firstTask); } finally { mainLock.unlock(); } if (t == null) return false; t.start(); //线程执行了 return true; }
看’t.start()’，这表示工作线程启动了，工作线程t启动的前提条件是’t = addThread(firstTask); ‘返回值t必须不为null。好了，现在想看看java线程池中工作线程是怎么样的吗？请看addThread方法：
Java代码
private Thread addThread(Runnable firstTask) {
//Worker就是典型的工作线程,所以的核心线程都在工作线程中执行
Worker w = new Worker(firstTask);
//采用默认的线程工厂生产出一线程。注意就是设置一些线程的默认属性，如优先级、是否为后台线程等
Thread t = threadFactory.newThread(w);
if (t != null) {
w.thread = t;
workers.add(w);
//没生成一个工作线程 poolSize加1，但poolSize等于最大线程数corePoolSize时，则不能再生成工作线程
int nt = ++poolSize;
if (nt > largestPoolSize)
largestPoolSize = nt;
}
return t;
}
private Thread addThread(Runnable firstTask) { //Worker就是典型的工作线程,所以的核心线程都在工作线程中执行 Worker w = new Worker(firstTask); //采用默认的线程工厂生产出一线程。注意就是设置一些线程的默认属性，如优先级、是否为后台线程等 Thread t = threadFactory.newThread(w); if (t != null) { w.thread = t; workers.add(w); //没生成一个工作线程 poolSize加1，但poolSize等于最大线程数corePoolSize时，则不能再生成工作线程 int nt = ++poolSize; if (nt > largestPoolSize) largestPoolSize = nt; } return t; }
看见没，Worker就是工作线程类，它是ThreadPoolExecutor中的一个内部类。下面，我们主要分析Worker类，如了解了Worker类，那基本就了解了java线程池的整个原理了。不用怕，Worker类的逻辑很简单，它其实就是一个线程，实现了Runnable接口的，所以，我们先从run方法入手，run方法源码如下：
Java代码
public void run() {
try {
Runnable task = firstTask;
firstTask = null;
/**
* 注意这段while循环的执行逻辑,没执行完一个核心线程后,就会去线程池
* 队列中取下一个核心线程,如取出的核心线程为null,则当前工作线程终止
*/
while (task != null || (task = getTask()) != null) {
runTask(task); //你所提交的核心线程(任务)的运行逻辑
task = null;
}
} finally {
workerDone(this); // 当前工作线程退出
}
}
}
public void run() { try { Runnable task = firstTask; firstTask = null; /** * 注意这段while循环的执行逻辑,没执行完一个核心线程后,就会去线程池 * 队列中取下一个核心线程,如取出的核心线程为null,则当前工作线程终止 */ while (task != null || (task = getTask()) != null) { runTask(task); //你所提交的核心线程(任务)的运行逻辑 task = null; } } finally { workerDone(this); // 当前工作线程退出 } } }
从源码中可看出，我们所提交的核心线程(任务)的逻辑是在Worker中的runTask()方法中实现的。这个方法很简单，自己可以打开看看。这里要注意一点，在runTask()方法中执行核心线程时是调用核心线程的run()方法，这是一个寻常方法的调用，千万别与线程的启动(start())混合了。这里还有一个比较重要的方法，那就是上述代码中while循环中的getTask()方法，它是一个从池队列中取的核心线程（任务）的方法。具体代码如下：
Java代码
Runnable getTask() {
for (;;) {
try {
int state = runState;
if (state > SHUTDOWN)
return null;
Runnable r;
if (state == SHUTDOWN) //帮助清空队列
r = workQueue.poll();
/*
* 对于条件1，如果可以超时，则在等待keepAliveTime时间后，则返回一null对象,这时就
* 销毁该工作线程，这就是CachedThreadPool为什么能回收空闲线程的原因了。
* 注意以下几点:1.这种功能情况一般不可能在fixedThreadPool中出现
* 2.在使用CachedThreadPool时，条件1一般总是成立,因为CachedThreadPool的corePoolSize
* 初始为0
*/
else if (poolSize > corePoolSize || allowCoreThreadTimeOut) //------------------条件1
r = workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS);
else
r = workQueue.take(); //如果队列不存在任何元素 则一直等待。 FiexedThreadPool典型模式----------条件2
if (r != null)
return r;
if (workerCanExit()) { //--------------------------条件3
if (runState >= SHUTDOWN) // Wake up others
interruptIdleWorkers();
return null;
}
// Else retry
} catch (InterruptedException ie) {
// On interruption, re-check runState
}
}
}
Runnable getTask() { for (;;) { try { int state = runState; if (state > SHUTDOWN) return null; Runnable r; if (state == SHUTDOWN) //帮助清空队列 r = workQueue.poll(); /* * 对于条件1，如果可以超时，则在等待keepAliveTime时间后，则返回一null对象,这时就 * 销毁该工作线程，这就是CachedThreadPool为什么能回收空闲线程的原因了。 * 注意以下几点:1.这种功能情况一般不可能在fixedThreadPool中出现 * 2.在使用CachedThreadPool时，条件1一般总是成立,因为CachedThreadPool的corePoolSize * 初始为0 */ else if (poolSize > corePoolSize || allowCoreThreadTimeOut) //------------------条件1 r = workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS); else r = workQueue.take(); //如果队列不存在任何元素 则一直等待。 FiexedThreadPool典型模式----------条件2 if (r != null) return r; if (workerCanExit()) { //--------------------------条件3 if (runState >= SHUTDOWN) // Wake up others interruptIdleWorkers(); return null; } // Else retry } catch (InterruptedException ie) { // On interruption, re-check runState } } }
从这个方法中，我们需要了解一下几点：
1.CachedThreadPool获得任务逻辑是条件1，条件1的处理逻辑请看注释，CachedThreadPool执行条件1的原因是：CachedThreadPool的corePoolSize时刻为0。
2.FixedThreadPool执行的逻辑为条件2,从’workQueue.take()’中我们就明白了为什么FixedThreadPool不会释放工作线程的原因了(除非你关闭线程池)。
最后，我们了解下Worker(工作线程)终止时的处理吧，这个对理解CachedThreadPool有帮助，具体代码如下：
Java代码
/**
* 工作线程退出要处理的逻辑
* @param w
*/
void workerDone(Worker w) {
final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();
try {
completedTaskCount += w.completedTasks;
workers.remove(w); //从工作线程缓存中删除
if (--poolSize == 0) //poolSize减一,这时其实又可以创建工作线程了
tryTerminate(); //尝试终止
} finally {
mainLock.unlock();
}
}
/** * 工作线程退出要处理的逻辑 * @param w */ void workerDone(Worker w) { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { completedTaskCount += w.completedTasks; workers.remove(w); //从工作线程缓存中删除 if (--poolSize == 0) //poolSize减一,这时其实又可以创建工作线程了 tryTerminate(); //尝试终止 } finally { mainLock.unlock(); } }
注意workDone()方法中的tyrTerminate()方法，它是你以后理解线程池中shuDown()以及CachedThreadPool原理的关键，具体代码如下：
Java代码
private void tryTerminate() {
//终止的前提条件就是线程池里已经没有工作线程(Worker)了
if (poolSize == 0) {
int state = runState;
/**
* 如果当前已经没有了工作线程(Worker),但是线程队列里还有等待的线程任务,则创建一个
* 工作线程来执行线程队列中等待的任务
*/
if (state < STOP && !workQueue.isEmpty()) {
state = RUNNING; // disable termination check below
Thread t = addThread(null);
if (t != null)
t.start();
}
//设置池状态为终止状态
if (state == STOP || state == SHUTDOWN) {
runState = TERMINATED;
termination.signalAll();
terminated();
}
}
}