JDK7中ThreadPoolExecutor源码概述

ThreadPoolExecutor是java.util.concurrent包下的实现类，在多线程的使用中它占有举足轻重的地位，通过它可以更精细的定制自己的多线程实现。ThreadPoolExecutor实现的接口有：Executor, ExecutorService；已知子类有：ScheduledThreadPoolExecutor。

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService；
ThreadPoolExecutor是一个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(包括执行任务集时使用的线程)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钩子(hook)。但是强烈建议使用较为方便的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。

不使用Executors提供的工厂方法，在手动配置和调整ThreadPoolExecutor时，可以遵循以下指导：
核心和最大池大小
ThreadPoolExecutor将根据corePoolSize和maximumPoolSize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到达时才创建和启动的，也可以使用方法prestartCoreThread()或prestartAllCoreThreads()对其进行动态重写。如果构造带有非空队列的池，则可能希望预先启动线程。

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。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。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。默认情况下，保持活动策略只在有多于
corePoolSizeThreads的线程时应用。但是只要keepAliveTime值非0，allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法也可将此超时策略应用于核心线程。

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：
(1)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
(2)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
(3)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：
(1)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时出现锁。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。
(2)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线程都忙时新任务在队列中等待。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它任务，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。
(3)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：

(1)在默认的ThreadPoolExecutor.AbortPolicy中，处理程序遭到拒绝将抛出运行时RejectedExecutionException
(2)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
(3)在ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy中，不能执行的任务将被删除
(4)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。

钩子(hook)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。如果钩子(hook)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。

终止
程序AND不再引用的池没有剩余线程会自动shutdown。如果希望确保回收取消引用的池(即使用户忘记调用shutdown())，则必须安排未使用的线程最终终止：设置适当保持活动时间，使用0核心线程的下边界和/或设置allowCoreThreadTimeOut(boolean)。

ThreadPoolExecutor的大多数扩展可以重写一个或多个受保护的钩子(hook)方法，例如：
class PausableThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor {
 private boolean isPaused;
 private ReentrantLock pauseLock = new ReentrantLock();
 private Condition unpaused = pauseLock.newCondition();
 public PausableThreadPoolExecutor(...) { super(...); }
 protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) {
   super.beforeExecute(t, r);
   pauseLock.lock();
   try {
     while (isPaused) unpaused.await();
   } catch(InterruptedException ie) {
     t.interrupt();
   } finally {
     pauseLock.unlock();
   }
 } 
 public void pause() {
   pauseLock.lock();
   try {
     isPaused = true;
   } finally {
     pauseLock.unlock();
   }
 }
 public void resume() {
   pauseLock.lock();
   try {
     isPaused = false;
     unpaused.signalAll();
   } finally {
     pauseLock.unlock();
   }
 }

}

实现可参考：https://github.com/chunericli/wise-utils