线程池（ThreadPoolExecutor）源码解析

线程池的工作原理大致分为4步，如下图所示：

【上图解释如下】

首先，当有任务要执行的时候，会计算线程池中存在的线程数量与核心线程数量（corePoolSize）进行比较，如果小于，则在线程池中创建线程，否则，进行下一步判断。

其次，如果不满足上面的条件，则会将任务添加到阻塞队列/font（1.6、 阻塞队列）中。等待线程池中的线程空闲下来后，获取队列中的任务进行执行。

然后，如果队列中也塞满了任务，那么会计算线程池中存在的线程数量与最大线程数量（maxnumPoolSize）进行比较，如果小于，则在线程池中创建线程。

最后，如果上面都不满足，则会执行对应的拒绝策略（1.5、拒绝策略）。

如上已经了解到了线程池的基本工作流程，那么如何使用线程池呢？如下图实例了解如何使用线程池，才可以基于它对应的方法进行源码分析。

通过上面的使用例子，我们针对源码的解析就要针对红框的这两点进行深入探索，一个是ThreadPoolExecutor的构造函数，另一个就是execute方法。

首先，我们先要了解一下ThreadPoolExecutor线程池类的继承关系，好对它有一个宏观的认知，如下图所示：

那么针对它的构造函数，其实我们能够发现，线程池的工作原理在构造函数的入参中都是有映射的，如下所示：

【上图解释如下】

corePoolSize： 核心线程数。

maximumPoolSize： 最大线程数。

keepAliveTime： 线程池中线程的最大闲置生命周期。

unit： 针对keepAliveTime的时间单位。

workQueue： 阻塞队列。

threadFactory： 创建线程的线程工厂。

handler： 拒绝策略。

在Executors中，已经给我们提供了很多种线程池的实现。如下图所示：

【上图解释如下】

newCachedThreadPool 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

newSingleThreadScheduleExecutor 创建一个单线程执行程序，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。（注意，如果因为在关闭前的执行期间出现失败而终止了此单个线程，那么如果需要，一个新线程会代替它执行后续的任务）。可保证顺序地执行各个任务，并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。与其他等效的 newScheduledThreadPool(1) 不同，可保证无需重新配置此方法所返回的执行程序即可使用其他的线程。

newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序（FIFO， LIFO， 优先级）执行。

线程池中提供了如下拒绝策略：

【上图解释如下】

AbortPolicy 丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。

DiscardPolicy 丢弃任务，但是不抛出异常。

DiscardOldestPolicy 丢弃队列中最前面的任务，然后重新尝试执行任务。

CallerRunsPolicy 由调用线程处理该任务。

线程池中提供了如下任务队列：

【上图解释如下】

ArrayBlockingQueue 它是一个有界的阻塞队列，其内部实现是将对象放到一个数组里。一但初始化，大小就无法修改

LinkedBlockingQueue 它内部以一个链式结构（链接节点）对其元素进行存储。可以指定元素上限，否则，上限则为Integer.MAX_VALUE。

DelayQueue 它对元素进行持有直到一个特定的延迟到期。注意：进入其中的元素必须实现Delayed接口。

PriorityBlockingQueue 它是一个无界的并发队列。无法向这个队列中插入null值。所有插入到这个队列中的元素必须实现Comparable接口。因此该队列中元素的排序就取决于你自己的Comparable实现。

SynchronousQueue 它是一个特殊的队列，它的内部同时只能够容纳单个元素。如果该队列已有一个元素的话，那么试图向队列中插入一个新元素的线程将会阻塞，直到另一个新线程将该元素从队列中抽走。同样的，如果队列为空，试图向队列中抽取一个元素的线程将会被阻塞，直到另一个线程向队列中插入了一条新的元素。因此，它其实不太像是一个队列，而更像是一个汇合点。

execute的整体流程如下所示：

【上图解释如下】

在上面的流程图中，我们看到三块绿色的addWorker方法，和两块红色的reject方法，这两个方法是我们解析的重点。

当我们看execute方法的时候，首先看到的就是ctl。

那么ctl到底是什么东西呢？下面截图源码和注释就是ctl所包含的方法

针对ctl的值，其实是两部分组成的：【高3位】表示：线程池状态 + 【低29位】表示：线程池中线程数量，如下图所示：

【上图解释如下】

上图中的runState：-1、0、1、2、3，其实是针对于红色3位来计算的，其实应该是32位来计算，这么写是为了方便大家直观感受到这5种状态值的大小。 其实如果按照32位来计算的哈，从小到大状态的排序依然是：RUNNING