【Java 并发编程】线程池机制 ( 线程池执行任务细节分析 | 线程池执行 execute 源码分析 | 先创建核心线程 | 再放入阻塞队列 | 最后创建非核心线程 )

一、线程池执行任务细节分析

线程池执行细节分析 :

核心线程数 10 10 10 , 最大小成熟 20 20 20 , 非核心线程数 10 10 10 , 非核心线程空闲存活时间 60 60 60 秒 , 阻塞队列大小 10 10 10 个 ;

当有 Runnable 任务进入线程池后 ;

先查看 " 核心线程 " , 如果没有核心线程 , 先 创建核心线程 ;

如果有核心线程 , 则 查看核心线程是否有空闲的 ;

如果有空闲的核心线程 , 直接将该任务分配给该空闲核心线程 ;

如果没有空闲核心线程 , 则 查看核心线程数有没有满 ;

如果核心线程没有满 , 则 创建一个核心线程 , 然后执行该任务 ;

如果核心线程满了 , 将该任务放入 " 阻塞队列 " 中 , 查看阻塞队列是否已满 ;

如果阻塞队列没有满 , 直接 将任务放入阻塞队列中 ;

如果阻塞队列满了 , 则 查看是否能创建 " 非核心线程 " ;

如果能创建非核心线程 , 则 创建非核心线程 , 并执行该任务 ;

如果不能创建非核心线程 , 则 执行 " 拒绝策略 " ;

二、线程池执行 execute 源码分析

查看传入的 Runnable 任务是否为空 , 如果为空 , 就报异常 ;

        if (command == null)
            throw new NullPointerException();

获取当前线程池的状态 , 根据不同的状态 , 执行不同的操作 ;

        /*
         * 进行以下三个步骤处理:
         *
         * 1. 如果当前运行的线程 , 小于核心线程数 , 那么创建一个新的核心线程 , 
         * 将传入的任务作为该线程的第一个任务 . 
         * 调用 addWorker 方法 , 会原子性检查运行状态和任务数量 ; 
         * 如果在不应该添加线程的情况下执行添加线程操作 , 就会发出错误警报 ; 
         * 如果该方法返回 false , 说明当前不能添加线程 , 此时就不要执行添加线程的操作了 ; 
         *
         * 2. 如果任务被成功放入 线程池任务 队列 , 不管我们此时是否应该添加线程 , 都需要进行双重验证 ;
         * 双重验证 : 添加到任务队列时验证一次 , 添加到线程执行时验证一次 ; 
         * 可能存在这种情况 , 在上次验证线程运行状态之后 , 有可能该线程就立刻被销毁了 ;
         * 也可能存在进入该方法后 , 线程池被销毁的情况 ; 
         * 因此我们反复验证线程状态 , 如果需要在线程停止时回滚队列 , 如果没有线程就创建新线程 ;
         *
         * 3. 如果不能将任务放入队列中 , 尝试创建一个新线程 ; 
         * 如果创建线程失败 , 说明当前线程池关闭 , 或者线程池中线程饱和 , 此时拒绝执行该任务 ; 
         */
        int c = ctl.get();

上述 AtomicInteger ctl 线程池状态是很关键的原子变量 , 该原子变量中同时包含了线程池的线程数量 , 该值是一个组合的数值 ; 该 int 值 4 4 4 字节 32 32 32 位 , 前 3 3 3 位是线程池的状态位 , 剩下的 29 29 29 位是线程数 ;

	/**
	 * 主池控制状态ctl是一个原子整数
	 * 两个概念领域
	 * workerCount，指示有效线程数
	 * 运行状态，指示是否运行、关闭等
	 * 
	 * 为了将它们打包成一个整数，我们将workerCount限制为
	 * （2^29）-1（约5亿）个线程，而不是（2^31）-1（2
	 * 10亿）否则可代表。如果这曾经是一个问题
	 * 将来，变量可以更改为原子长度，
	 * 下面的移位/遮罩常数已调整。但在需要之前
	 * 因此，此代码使用int更快更简单。
	 * 
	 * workerCount是已注册的工人数
	 * 允许启动，不允许停止。该值可能是
	 * 与活动线程的实际数量暂时不同，
	 * 例如，ThreadFactory在以下情况下无法创建线程：
	 * 当退出线程仍在执行时
	 * 终止前的簿记。用户可见池大小为
	 * 报告为工作集的当前大小。
	 * 
	 * 运行状态提供主要的生命周期控制，具有以下值：
	 * 
	 * 正在运行：接受新任务和处理排队的任务
	 * 关机：不接受新任务，但处理排队的任务
	 * 停止：不接受新任务，不处理排队的任务，
	 * 并中断正在进行的任务
	 * 整理：所有任务都已终止，workerCount为零，
	 * 正在转换为状态整理的线程
	 * 将运行终止的（）钩子方法
	 * 终止：终止（）已完成
	 * 
	 * 这些值之间的数字顺序很重要，以允许
	 * 有序比较。运行状态随时间单调增加
	 * 时间，但不需要击中每个状态。这些转变是：
	 * 
	 * 运行->关机
	 * 在调用shutdown（）时，可能隐式地在finalize（）中
	 * （运行或关闭）->停止
	 * 在调用shutdownNow（）时
	 * 关机->整理
	 * 当队列和池都为空时
	 * 停止->整理
	 * 当池为空时
	 * 清理->终止
	 * 当终止的（）钩子方法完成时
	 * 
	 * 等待终止（）的线程将在
	 * 国家终止。
	 * 
	 * 检测从关闭到清理的过渡较少
	 * 比您希望的简单，因为队列可能会
	 * 非空后为空，关机状态下为空，但
	 * 只有在看到它是空的之后，我们才能终止
	 * workerCount为0（有时需要重新检查——请参阅
	 * 下）。
	 */
    private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
    private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
    private static final int CAPACITY   = (1