浅析线程池 ThreadPoolExecutor 源码

首先看下类的继承关系，不多介绍：

public interface Executor {void execute(Runnable);}
public interface ExecutorService extends Executor {...}
public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {...}
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {...}

线程池构造器七大参数：

核心线程数，最大线程数，生存时间，时间单位，任务队列，线程工厂，拒绝策略

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,		//核心线程数
                          int maximumPoolSize,	        //最大线程数
                          long keepAliveTime,		//生存时间
                          TimeUnit unit,		//时间单位
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,	//任务队列
                          ThreadFactory threadFactory,		//线程工厂
                          RejectedExecutionHandler handler)	//拒绝策略

先对线程池有个大概的概念：线程池，有若干个运行中的线程（工作者，Worker），负责从任务队列（workQueue）中取任务（Task）出来，并执行它。

private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();

这里再大概介绍一下Worker类：

Worker类内部有两个关键引用：线程Thread t、待执行任务Runnable firstTask。

并且其自身就是Runnable，其run()方法调用自身的runWorker()方法，稍后再来介绍runWorker()干了啥。

回到线程池的使用：一般都是调用submit()或者execute()。submit()只是把传入的Runnable包装成FutureTask来保存执行结果，本质也是调用execute()方法。

因此我们主要分析execute()方法：

结合代码和注释，可以得出其执行流程：public void execute(Runnable command)

1. 不够核心线程数的时候，起新线程（addWorker()）
2. 核心线程满的时候把command放进workQueue队列
3. 核心线程和队列都满，不够最大线程数的时候，起新线程
4. 否则执行拒绝策略

其中最关键的当然是创建新线程执行任务的过程，addWorker()方法：

大概描述一下addWorker()的执行步骤：

1. 双重CAS把工作线程数加一
2. new一个Worker w，并放入workers（HashSet）。
3. 放入成功则执行w.t.start()（即会调用w.run()）

其中，最初传入的command作为w的firstTask，w.t是用线程工厂创建一个新线程，把w自己作为Runnable传入。

而w.run()方法直接执行runWorker()方法：

描述一下大概执行过程：

1. 把 task 取出来：task = w.firstTask; w.firstTask = null;
2. 首先执行 task ，然后循环从阻塞队列 workQueue 中获取一个 task 来执行
3. 获取不到任务时，结束运行。结束之前执行一些后续处理。

此外，有几个小问题值得一提：

• 非核心线程与核心线程的区别：

并没有这种区别。从源码可以看到，addWorker()方法的参数boolean core并不会用于创建不同类型的Worker。只在新建Worker之前判断“核心线程是否已满”：core=true时，判断工作线程数是否大于corePoolSize，是则返回false而不新建Worker。core=false时，判断工作线程数是否大于maximumPoolSize，是则返回false而不新建Worker。

• 那怎么使得核心线程不被销毁而非核心线程被销毁呢？

可以看到，如果当前的工作线程数大于核心线程数，则从任务队列中取任务的方法则从阻塞的take()方法换为超时等待keepAliveTime时长的poll()。当非核心线程闲置（任务队列没有任务）的时候，等待一会从getTask()方法返回null，于是线程结束。

其中allowCoreThreadTimeOut属性指示keepAliveTime是否也会作用于核心线程。

并且，线程结束之前有“后续处理”：

可以看到，如果当前的工作线程数小于核心线程数，则新建一个没有task的线程（等待任务队列中的任务到来）。

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最后提一下线程工厂和拒绝策略：

• Executors提供的默认线程工厂DefaultThreadFactory其实内部也是new Thread的方式来新建线程，分配pool-i-thread-j这样的线程名称。当然最好自己实现线程工厂来分配有意义的线程名，方便查错。

• ThreadPoolExecutor提供四种拒绝策略。当然，最好是根据需求自己实现拒绝策略。

  • AbortPolicy：抛出异常
  • DiscardPolicy：扔掉任务，不抛异常
  • DiscardOldestPolicy：扔掉排队时间最久的任务
  • CallerRunsPolicy：调用者负责处理任务