一、總覽 線程池類ThreadPoolExecutor的相關類需要先瞭解： （圖片來自：https://javadoop.com/post/java-thread-pool#%E6%80%BB%E8%A7%88） Executor：位於最頂層，只有一個 execute(Runnable runnab ...
一、總覽
線程池類ThreadPoolExecutor的相關類需要先瞭解：
（圖片來自：https://javadoop.com/post/java-thread-pool#%E6%80%BB%E8%A7%88）
Executor：位於最頂層，只有一個 execute(Runnable runnable) 方法，用於提交任務。
ExecutorService ：在 Executor 介面的基礎上添加了很多的介面方法，提交任務，獲取結果，關閉線程池。
AbstractExecutorService：實現了ExecutorService 介面，然後在其基礎上實現了幾個實用的方法，這些方法提供給子類進行調用。
ThreadPoolExecutor：線程池類
Executors：最常用的用於生成 ThreadPoolExecutor 的實例的工具類
FutureTask：Runnable, Future -> RunnableFuture -> FutureTask
FutureTask 通過 RunnableFuture 間接實現了 Runnable 介面， 所以每個 Runnable 通常都先包裝成 FutureTask， 然後調用 executor.execute(Runnable command) 將其提交給線程池
Runnable 的 void run() 方法是沒有返回值的，如果我們需要的話，會在 submit 中指定第二個參數作為返回值。
Callable：Callable 也是因為線程池的需要，所以才有了這個介面。它和 Runnable 的區別在於 run() 沒有返回值，而 Callable 的 call() 方法有返回值
BlockingQueue：Java併發（十八）：阻塞隊列BlockingQueue
二、線程池狀態
線程池中的各個狀態：
- RUNNING：這個沒什麼好說的，這是最正常的狀態：接受新的任務，處理等待隊列中的任務
- SHUTDOWN：不接受新的任務提交，但是會繼續處理等待隊列中的任務
- STOP：不接受新的任務提交，不再處理等待隊列中的任務，中斷正在執行任務的線程
- TIDYING：所有的任務都銷毀了，workCount 為 0。線程池的狀態在轉換為 TIDYING 狀態時，會執行鉤子方法 terminated()
- TERMINATED：terminated() 方法結束後，線程池的狀態就會變成這個
狀態轉換：
- RUNNING -> SHUTDOWN：當調用了 shutdown() 後，會發生這個狀態轉換，這也是最重要的
- (RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP：當調用 shutdownNow() 後，會發生這個狀態轉換，這下要清楚 shutDown() 和 shutDownNow() 的區別了
- SHUTDOWN -> TIDYING：當任務隊列和線程池都清空後，會由 SHUTDOWN 轉換為 TIDYING
- STOP -> TIDYING：當任務隊列清空後，發生這個轉換
- TIDYING -> TERMINATED：這個前面說了，當 terminated() 方法結束後
ThreadPoolExecutor採用一個 32 位的整數來存放線程池的狀態和當前池中的線程數，其中高 3 位用於存放線程池狀態，低 29 位表示線程數。
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0)); // 這裡 COUNT_BITS 設置為 29(32-3)，意味著前三位用於存放線程狀態，後29位用於存放線程數 // 很多初學者很喜歡在自己的代碼中寫很多 29 這種數字，或者某個特殊的字元串，然後分佈在各個地方，這是非常糟糕的 private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3; // 000 11111111111111111111111111111 // 這裡得到的是 29 個 1，也就是說線程池的最大線程數是 2^29-1=536870911 // 以我們現在電腦的實際情況，這個數量還是夠用的 private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1; // 我們說了，線程池的狀態存放在高 3 位中 // 運算結果為 111跟29個0：111 00000000000000000000000000000 private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS; // 000 00000000000000000000000000000 private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; // 001 00000000000000000000000000000 private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS; // 010 00000000000000000000000000000 private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS; // 011 00000000000000000000000000000 private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS; // 將整數 c 的低 29 位修改為 0，就得到了線程池的狀態 private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; } // 將整數 c 的高 3 為修改為 0，就得到了線程池中的線程數 private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; } private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; } private static boolean runStateLessThan(int c, int s) { return c < s; } private static boolean runStateAtLeast(int c, int s) { return c >= s; } private static boolean isRunning(int c) { return c < SHUTDOWN; }
三、線程池參數
通過ThreadPoolExecutor構造函數來看線程池參數：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) { if (corePoolSize < 0 || maximumPoolSize <= 0 || maximumPoolSize < corePoolSize || 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; }
corePoolSize：線程池中核心線程的數量。當提交一個任務時，線程池會新建一個線程來執行任務，直到當前線程數等於corePoolSize。如果調用了線程池的prestartAllCoreThreads()方法，線程池會提前創建並啟動所有基本線程。
maximumPoolSize：線程池中允許的最大線程數。線程池的阻塞隊列滿了之後，如果還有任務提交，如果當前的線程數小於maximumPoolSize，則會新建線程來執行任務。註意，如果使用的是無界隊列，該參數也就沒有什麼效果了。
keepAliveTime：空閑線程的保活時間，如果某線程的空閑時間超過這個值都沒有任務給它做，那麼可以被關閉了。註意這個值並不會對所有線程起作用，如果線程池中的線程數少於等於核心線程數 corePoolSize，那麼這些線程不會因為空閑太長時間而被關閉，當然，也可以通過調用 allowCoreThreadTimeOut(true)使核心線程數內的線程也可以被回收
unit：keepAliveTime的單位。TimeUnit
workQueue：
用來保存等待執行的任務的阻塞隊列，等待的任務必須實現Runnable介面。我們可以選擇如下幾種：
- ArrayBlockingQueue：基於數組結構的有界阻塞隊列，FIFO。
- LinkedBlockingQueue：基於鏈表結構的有界阻塞隊列，FIFO。
- SynchronousQueue：不存儲元素的阻塞隊列，每個插入操作都必須等待一個移出操作，反之亦然。
threadFactory：用於設置創建線程的工廠。
handler：
RejectedExecutionHandler，線程池的拒絕策略。
所謂拒絕策略，是指將任務添加到線程池中時，線程池拒絕該任務所採取的相應策略。當向線程池中提交任務時，如果此時線程池中的線程已經飽和了，而且阻塞隊列也已經滿了，則線程池會選擇一種拒絕策略來處理該任務。
線程池提供了四種拒絕策略：（重寫RejectedExecutionHandler.rejectedExecution(Runnable, ThreadPoolExecutor)）
AbortPolicy：直接拋出異常，預設策略；
CallerRunsPolicy：用調用者所在的線程來執行任務；
DiscardOldestPolicy：丟棄阻塞隊列中靠最前的任務，並執行當前任務；
DiscardPolicy：直接丟棄任務；
當然我們也可以實現自己的拒絕策略，例如記錄日誌等等，實現RejectedExecutionHandler介面寫rejectedExecution方法即可。
四、線程池創建
Executor工具類提供了三種線程池創建方式：
FixedThreadPool ：可重用固定線程數的線程池
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); }
corePoolSize 和 maximumPoolSize都設置為創建FixedThreadPool時指定的參數nThreads，意味著當線程池滿時且阻塞隊列也已經滿時，如果繼續提交任務，則會直接走拒絕策略，該線程池不會再新建線程來執行任務，而是直接走拒絕策略。FixedThreadPool使用的是預設的拒絕策略，即AbortPolicy，則直接拋出異常。
keepAliveTime設置為0L，表示空閑的線程會立刻終止。
workQueue則是使用LinkedBlockingQueue，但是沒有設置範圍，那麼則是最大值（Integer.MAX_VALUE），這基本就相當於一個無界隊列了。使用該“無界隊列”則會帶來哪些影響呢？當線程池中的線程數量等於corePoolSize 時，如果繼續提交任務，該任務會被添加到阻塞隊列workQueue中，當阻塞隊列也滿了之後，則線程池會新建線程執行任務直到maximumPoolSize。由於FixedThreadPool使用的是“無界隊列”LinkedBlockingQueue，那麼maximumPoolSize參數無效，同時指定的拒絕策略AbortPolicy也將無效。而且該線程池也不會拒絕提交的任務，如果客戶端提交任務的速度快於任務的執行，那麼keepAliveTime也是一個無效參數。
SingleThreadExecutor：只有一個線程的固定線程池
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); }
為單一worker線程的線程池，SingleThreadExecutor把corePool和maximumPoolSize均被設置為1，和FixedThreadPool一樣使用的是無界隊列LinkedBlockingQueue,所以帶來的影響和FixedThreadPool一樣。
CachedThreadPool：根據需要創建新線程的線程池
public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); }
CachedThreadPool的corePool為0，maximumPoolSize為Integer.MAX_VALUE，這就意味著所有的任務一提交就會加入到阻塞隊列中。
keepAliveTime這是為60L，unit設置為TimeUnit.SECONDS，意味著空閑線程等待新任務的最長時間為60秒，空閑線程超過60秒後將會被終止。
阻塞隊列採用的SynchronousQueue，SynchronousQueue是一個沒有元素的阻塞隊列，加上corePool = 0 ，maximumPoolSize = Integer.MAX_VALUE，這樣就會存在一個問題，如果主線程提交任務的速度遠遠大於CachedThreadPool的處理速度，則CachedThreadPool會不斷地創建新線程來執行任務，這樣有可能會導致系統耗盡CPU和記憶體資源，所以在使用該線程池是，一定要註意控制併發的任務數，否則創建大量的線程可能導致嚴重的性能問題。
五、執行過程
提交任務：
線程池根據業務不同的需求提供了兩種方式提交任務：Executor.execute()、ExecutorService.submit()。其中ExecutorService.submit()可以獲取該任務執行的Future。
execute()
執行流程如下：
（1）如果線程池當前線程數小於corePoolSize，則調用addWorker創建新線程執行任務，成功返回true，失敗執行步驟2。
（2）如果線程池處於RUNNING狀態，則嘗試加入阻塞隊列，如果加入阻塞隊列成功，則嘗試進行Double Check，如果加入失敗，則執行步驟3。
如果加入阻塞隊列成功了，則會進行一個Double Check的過程。Double Check過程的主要目的是判斷加入到阻塞隊里中的線程是否可以被執行。如果線程池不是RUNNING狀態，則調用remove()方法從阻塞隊列中刪除該任務，然後調用reject()方法處理任務。否則需要確保還有線程執行。
（3）如果線程池不是RUNNING狀態或者加入阻塞隊列失敗，則嘗試創建新線程直到maxPoolSize，如果失敗，則調用reject()方法運行相應的拒絕策略。
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); // 前面說的那個表示 “線程池狀態” 和 “線程數” 的整數 int c = ctl.get(); // 如果當前線程數少於核心線程數，那麼直接添加一個 worker 來執行任務， // 創建一個新的線程，並把當前任務 command 作為這個線程的第一個任務(firstTask) if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { // 添加任務成功，那麼就結束了。提交任務嘛，線程池已經接受了這個任務，這個方法也就可以返回了 // 至於執行的結果，到時候會包裝到 FutureTask 中。 // 返回 false 代表線程池不允許提交任務 if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } // 到這裡說明，要麼當前線程數大於等於核心線程數，要麼剛剛 addWorker 失敗了 // 如果線程池處於 RUNNING 狀態，把這個任務添加到任務隊列 workQueue 中 if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { /* 這裡面說的是，如果任務進入了 workQueue，我們是否需要開啟新的線程 * 因為線程數在 [0, corePoolSize) 是無條件開啟新的線程 * 如果線程數已經大於等於 corePoolSize，那麼將任務添加到隊列中，然後進到這裡 */ int recheck = ctl.get(); // 如果線程池已不處於 RUNNING 狀態，那麼移除已經入隊的這個任務，並且執行拒絕策略 if (! isRunning(recheck) && remove(command)) reject(command); // 如果線程池還是 RUNNING 的，並且線程數為 0，那麼開啟新的線程 // 到這裡，我們知道了，這塊代碼的真正意圖是：擔心任務提交到隊列中了，但是線程都關閉了 else if (workerCountOf(recheck) == 0) addWorker(null, false); } // 如果 workQueue 隊列滿了，那麼進入到這個分支 // 以 maximumPoolSize 為界創建新的 worker， // 如果失敗，說明當前線程數已經達到 maximumPoolSize，執行拒絕策略 else if (!addWorker(command, false)) reject(command); }
addWorker
在這裡需要好好理論addWorker中的參數，在execute()方法中，有三處調用了該方法：
第一次：workerCountOf(c) < corePoolSize ==> addWorker(command, true)，這個很好理解，當然線程池的線程數量小於 corePoolSize ，則新建線程執行任務即可，在執行過程core == true，內部與corePoolSize比較即可。
第二次：加入阻塞隊列進行Double Check時，else if (workerCountOf(recheck) == 0) ==>addWorker(null, false)。如果線程池中的線程==0，按照道理應該該任務應該新建線程執行任務，但是由於已經該任務已經添加到了阻塞隊列，那麼就線上程池中新建一個空線程，然後從阻塞隊列中取線程即可。
第三次：線程池不是RUNNING狀態或者加入阻塞隊列失敗：else if (!addWorker(command, false))，這裡core == fase，則意味著是與maximumPoolSize比較。
執行流程：
（1）判斷當前線程是否可以添加任務，如果可以則進行下一步，否則return false；
- rs >= SHUTDOWN ，表示當前線程處於SHUTDOWN ，STOP、TIDYING、TERMINATED狀態
- rs == SHUTDOWN , firstTask != null時不允許添加線程，因為線程處於SHUTDOWN 狀態，不允許添加任務
- rs == SHUTDOWN , firstTask == null，但workQueue.isEmpty() == true，不允許添加線程，因為firstTask == null是為了添加一個沒有任務的線程然後再從workQueue中獲取任務的，如果workQueue == null，則說明添加的任務沒有任何意義。
（2）內嵌迴圈，通過CAS worker + 1
（3）獲取主鎖mailLock，如果線程池處於RUNNING狀態獲取處於SHUTDOWN狀態且 firstTask == null，則將任務添加到workers Queue中，然後釋放主鎖mainLock，然後啟動線程，然後return true，如果中途失敗導致workerStarted= false，則調用addWorkerFailed()方法進行處理。
// 第一個參數是準備提交給這個線程執行的任務，之前說了，可以為 null // 第二個參數為 true 代表使用核心線程數 corePoolSize 作為創建線程的界線，也就說創建這個線程的時候， // 如果線程池中的線程總數已經達到 corePoolSize，那麼不能響應這次創建線程的請求 // 如果是 false，代表使用最大線程數 maximumPoolSize 作為界線 private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) { retry: for (;;) { int c = ctl.get(); int rs = runStateOf(c); // 這個非常不好理解 // 如果線程池已關閉，並滿足以下條件之一，那麼不創建新的 worker： // 1. 線程池狀態大於 SHUTDOWN，其實也就是 STOP, TIDYING, 或 TERMINATED // 2. firstTask != null // 3. workQueue.isEmpty() // 簡單分析下： // 還是狀態控制的問題，當線程池處於 SHUTDOWN 的時候，不允許提交任務，但是已有的任務繼續執行 // 當狀態大於 SHUTDOWN 時，不允許提交任務，且中斷正在執行的任務 // 多說一句：如果線程池處於 SHUTDOWN，但是 firstTask 為 null，且 workQueue 非空，那麼是允許創建 worker 的 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; // 如果成功，那麼就是所有創建線程前的條件校驗都滿足了，準備創建線程執行任務了 // 這裡失敗的話，說明有其他線程也在嘗試往線程池中創建線程 if (compareAndIncrementWorkerCount(c)) break retry; // 由於有併發，重新再讀取一下 ctl c = ctl.get(); // 正常如果是 CAS 失敗的話，進到下一個裡層的for迴圈就可以了 // 可是如果是因為其他線程的操作，導致線程池的狀態發生了變更，如有其他線程關閉了這個線程池 // 那麼需要回到外層的for迴圈 if (runStateOf(c) != rs) continue retry; // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop } } /* * 到這裡，我們認為在當前這個時刻，可以開始創建線程來執行任務了， * 因為該校驗的都校驗了，至於以後會發生什麼，那是以後的事，至少當前是滿足條件的 */ // worker 是否已經啟動 boolean workerStarted = false; // 是否已將這個 worker 添加到 workers 這個 HashSet 中 boolean workerAdded = false; Worker w = null; try { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; // 把 firstTask 傳給 worker 的構造方法 w = new Worker(firstTask); // 取 worker 中的線程對象，之前說了，Worker的構造方法會調用 ThreadFactory 來創建一個新的線程 final Thread t = w.thread; if (t != null) { // 這個是整個類的全局鎖，持有這個鎖才能讓下麵的操作“順理成章”， // 因為關閉一個線程池需要這個鎖，至少我持有鎖的期間，線程池不會被關閉 mainLock.lock(); try { int c = ctl.get(); int rs = runStateOf(c); // 小於 SHUTTDOWN 那就是 RUNNING，這個自不必說，是最正常的情況 // 如果等於 SHUTDOWN，前面說了，不接受新的任務，但是會繼續執行等待隊列中的任務 if (rs < SHUTDOWN || (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) { // worker 裡面的 thread 可不能是已經啟動的 if (t.isAlive()) throw new IllegalThreadStateException(); // 加到 workers 這個 HashSet 中 workers.add(w); int s = workers.size(); // largestPoolSize 用於記錄 workers 中的個數的最大值 // 因為 workers 是不斷增加減少的，通過這個值可以知道線程池的大小曾經達到的最大值 if (s > largestPoolSize) largestPoolSize = s; workerAdded = true; } } finally { mainLock.unlock(); } // 添加成功的話，啟動這個線程 if (workerAdded) { // 啟動線程 t.start(); workerStarted = true; } } } finally { // 如果線程沒有啟動，需要做一些清理工作，如前面 workCount 加了 1，將其減掉 if (! workerStarted) addWorkerFailed(w); } // 返回線程是否啟動成功 return workerStarted;
Woker內部類
從Worker的源碼中我們可以看到Woker繼承AQS，實現Runnable介面，所以可以認為Worker既是一個可以執行的任務，也可以達到獲取鎖釋放鎖的效果。這裡繼承AQS主要是為了方便線程的中斷處理。這裡註意兩個地方：構造函數、run()。構造函數主要是做三件事：1.設置同步狀態state為-1，同步狀態大於0表示就已經獲取了鎖，2.設置將當前任務task設置為firstTask，3.利用Worker本身對象this和ThreadFactory創建線程對象。
private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable { private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L; // task 的thread final Thread thread; // 運行的任務task Runnable firstTask; volatile long completedTasks; Worker(Runnable firstTask) { //設置AQS的同步狀態private volatile int state，是一個計數器，大於0代表鎖已經被獲取 setState(-1); this.firstTask = firstTask; // 利用ThreadFactory和 Worker這個Runnable創建的線程對象 this.thread = getThreadFactory().newThread(this); } // 任務執行 public void run() { runWorker(this); } }
runWorker
運行流程：
（1）根據worker獲取要執行的任務task，然後調用unlock()方法釋放鎖，這裡釋放鎖的主要目的在於中斷，因為在new Worker時，設置的state為-1，調用unlock()方法可以將state設置為0，這裡主要原因就在於interruptWorkers()方法只有在state >= 0時才會執行；
（2）通過getTask()獲取執行的任務，調用task.run()執行，當然在執行之前會調用worker.lock()上鎖，執行之後調用worker.unlock()放鎖；
（3）在任務執行前後，可以根據業務場景自定義beforeExecute() 和 afterExecute()方法，則兩個方法在ThreadPoolExecutor中是空實現；
（4）如果線程執行完成，則會調用getTask()方法從阻塞隊列中獲取新任務，如果阻塞隊列為空，則根據是否超時來判斷是否需要阻塞；
（5）task == null或者拋出異常（beforeExecute()、task.run()、afterExecute()均有可能）導致worker線程終止，則調用processWorkerExit()方法處理worker退出流程。
// 此方法由 worker 線程啟動後調用，這裡用一個 while 迴圈來不斷地從等待隊列中獲取任務並執行 // 前面說了，worker 在初始化的時候，可以指定 firstTask，那麼第一個任務也就可以不需要從隊列中獲取 final void runWorker(Worker w) { // Thread wt = Thread.currentThread(); // 該線程的第一個任務(如果有的話) Runnable task = w.firstTask; w.firstTask = null; w.unlock(); // allow interrupts boolean completedAbruptly = true; try { // 迴圈調用 getTask 獲取任務 while (task != null || (task = getTask()) != null) { w.lock(); // 如果線程池狀態大於等於 STOP，那麼意味著該線程也要中斷 if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) || (Thread.interrupted() && runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) && !wt.isInterrupted()) wt.interrupt(); try { // 這是一個鉤子方法，留給需要的子類實現 beforeExecute(wt, task); Throwable thrown = null; try { // 到這裡終於可以執行任務了 task.run(); } catch (RuntimeException x) { thrown = x; throw x; } catch (Error x) { thrown = x; throw x; } catch (Throwable x) { // 這裡不允許拋出 Throwable，所以轉換為 Error thrown = x; throw new Error(x); } finally { // 也是一個鉤子方法，將 task 和異常作為參數，留給需要的子類實現 afterExecute(task, thrown); } } finally { // 置空 task，準備 getTask 獲取下一個任務 task = null; // 累加完成的任務數 w.completedTasks++; // 釋放掉 worker 的獨占鎖 w.unlock(); } } completedAbruptly = false; } finally { // 如果到這裡，需要執行線程關閉： // 1. 說明 getTask 返回 null，也就是說，這個 worker 的使命結束了，執行關閉 // 2. 任務執行過程中發生了異常 // 第一種情況，已經在代碼處理了將 workCount 減 1，這個在 getTask 方法分析中會說 // 第二種情況，workCount 沒有進行處理，所以需要在 processWorkerExit 中處理 // 限於篇幅，我不准備分析這個方法了，感興趣的讀者請自行分析源碼 processWorkerExit(w, completedAbruptly); } }
getTask()
// 此方法有三種可能： // 1. 阻塞直到獲取到任務返回。我們知道，預設 corePoolSize 之內的線程是不會被回收的， // 它們會一直等待任務 // 2. 超時退出。keepAliveTime 起作用的時候，也就是如果這麼多時間內都沒有任務，那麼應該執行關閉 // 3. 如果發生了以下條件，此方法必須返回 null: // - 池中有大於 maximumPoolSize 個 workers 存在(通過調用 setMaximumPoolSize 進行設置) // - 線程池處於 SHUTDOWN，而且 workQueue 是空的，前面說了，這種不再接受新的任務 // - 線程池處於 STOP，不僅不接受新的線程，連 workQueue 中的線程也不再執行 private Runnable getTask() { boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out? retry: for (;;) { int c = ctl.get(); int rs = runStateOf(c); // 兩種可能 // 1. rs == SHUTDOWN && workQueue.isEmpty() // 2. rs >= STOP if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) { // CAS 操作，減少工作線程數 decrementWorkerCount(); return null; } boolean timed; // Are workers subject to culling? for (;;) { int wc = workerCountOf(c); // 允許核心線程數內的線程回收，或當前線程數超過了核心線程數，那麼有可能發生超時關閉 timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize; // 這裡 break，是為了不往下執行後一個 if (compareAndDecrementWorkerCount(c)) // 兩個 if 一起看：如果當前線程數 wc > maximumPoolSize，或者超時，都返回 null // 那這裡的問題來了，wc > maximumPoolSize 的情況，為什麼要返回 null？ // 換句話說，返回 null 意味著關閉線程。 // 那是因為有可能開發者調用了 setMaximumPoolSize 將線程池的 maximumPoolSize 調小了 if (wc <= maximumPoolSize && ! (timedOut && timed)) break; if (compareAndDecrementWorkerCount(c)) return null; c = ctl.get(); // Re-read ctl // compareAndDecrementWorkerCount(c) 失敗，線程池中的線程數發生了改變 if (runStateOf(c) != rs) continue retry; // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop } // wc <= maximumPoolSize 同時沒有超時 try { // 到 workQueue 中獲取任務 Runnable r = timed ? workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) : workQueue.take(); if (r != null) return r; timedOut = true; } catch (InterruptedException retry) { // 如果此 worker 發生了中斷，採取的方案是重試 // 解釋下為什麼會發生中斷，這個讀者要去看 setMaximumPoolSize 方法， // 如果開發者將 maximumPoolSize 調小了，導致其小於當前的 workers 數量， // 那麼意味著超出的部分線程要被關閉。重新進入 for 迴圈，自然會有部分線程會返回 null timedOut = false; } } }
processWorkerExit()
在runWorker()方法中，無論最終結果如何，都會執行processWorkerExit()方法對worker進行退出處理。
首先completedAbruptly的值來判斷是否需要對線程數-1處理，如果completedAbruptly == true，說明在任務運行過程中出現了異常，那麼需要進行減1處理，否則不需要，因為減1處理在getTask()方法中處理了。然後從HashSet中移出該worker，過程需要獲取mainlock。然後調用tryTerminate()方法處理，該方法是對最後一個線程退出做終止線程池動作。如果線程池沒有終止，那麼線程池需要保持一定數量的線程，則通過addWorker(null,false)新增一個空的線程。
private void processWorkerExit(Worker w, boolean completedAbruptly) { // true：用戶線程運行異常,需要扣減 // false：getTask方法中扣減線程數量 if (completedAbruptly) decrementWorkerCount(); // 獲取主鎖 final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { completedTaskCount += w.completedTasks; // 從HashSet中移出worker workers.remove(w); } finally { mainLock.unlock(); } // 有worker線程移除，可能是最後一個線程退出需要嘗試終止線程池 tryTerminate(); int c = ctl.get(); // 如果線程為running或shutdown狀態，即tryTerminate()沒有成功終止線程池，則判斷是否有必要一個worker if (runStateLessThan(c, STOP)) { // 正常退出，計算min：需要維護的最小線程數量 if (!completedAbruptly) { // allowCoreThreadTimeOut 預設false：是否需要維持核心線程的數量 int min = allowCoreThreadTimeOut ? 0 : corePoolSize; // 如果min ==0 或者workerQueue為空，min = 1 if (min == 0 && ! workQueue.isEmpty()) min = 1; // 如果線程數量大於最少數量min，直接返回，不需要新增線程 if (workerCountOf(c) >= min) return; // replacement not needed } // 添加一個沒有firstTask的worker addWorker(null, false); } }
六、關閉線程池
tryTerminate()
當線程池涉及到要移除worker時候都會調用tryTerminate()，該方法主要用於判斷線程池中的線程是否已經全部移除了，如果是的話則關閉線程池。
final void tryTerminate() { for (;;) { int c = ctl.get(); // 線程池處於Running狀態 // 線程池已經終止了 // 線程池處於ShutDown狀態，但是阻塞隊列不為空 if (isRunning(c) || runStateAtLeast(c, TIDYING) || (runStateOf(c) == SHUTDOWN && ! workQueue.isEmpty())) return; // 執行到這裡，就意味著線程池要麼處於STOP狀態，要麼處於SHUTDOWN且阻塞隊列為空 // 這時如果線程池中還存線上程，則會嘗試中斷線程 if (workerCountOf(c) != 0) { // /線程池還有線程，但是隊列沒有任務了，需要中斷喚醒等待任務的線程 // （runwoker的時候首先就通過w.unlock設置線程可中斷，getTask最後面的catch處理中斷） interruptIdleWorkers(ONLY_ONE); return; } final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { // 嘗試終止線程池 if (ctl.compareAndSet(c, ctlOf(TIDYING, 0))) { try { terminated(); } finally { // 線程池狀態轉為TERMINATED ctl.set(ctlOf(TERMINATED, 0)); termination.signalAll(); } return; } } finally { mainLock.unlock(); } } }
線程池ThreadPoolExecutor提供了shutdown()和shutDownNow()用於關閉線程池。
shutdown()：按過去執行已提交任務的順序發起一個有序的關閉，但是不接受新任務。
public void shutdown() { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { checkShutdownAccess(); // 推進線程狀態 advanceRunState(SHUTDOWN); <
