Java 多线程线程池 - 线程池原理

最近在看java并发方面的一点知识，看了几个博客好蛮好的，收集一下：
java并发可以看看这个infoq上的资料

本篇博客转自这里：

第一部分

来看一下线程池的框架图，如下：

1、Executor任务提交接口与Executors工具类

　　Executor框架同java.util.concurrent.Executor 接口在Java 5中被引入。Executor框架是一个根据一组执行策略调用，调度，执行和控制的异步任务的框架。Executor存在的目的是提供一种将”任务提交”与”任务如何运行”分离开来的机制。定义如下：

public interface Executor {      void execute(Runnable command);  }  

　　虽然只有一个方法，但是却为灵活且强大的异步任务执行框架提供了基础。它提供了一种标准的方法将任务的提交过程与执行过程解耦开来，并用Runnable来表示任务。那么我们怎么得到Executor对象呢？这就是接下来要介绍的Exectors了。
Executors为Executor，ExecutorService，ScheduledExecutorService，ThreadFactory和Callable类提供了一些工具方法，类似于集合中的Collections类的功能。Executors方便的创建线程池。

　　1>newCachedThreadPool ：该线程池比较适合没有固定大小并且比较快速就能完成的小任务，它将为每个任务创建一个线程。那这样子它与直接创建线程对象（new Thread()）有什么区别呢？看到它的第三个参数60L和第四个参数TimeUnit.SECONDS了吗？好处就在于60秒内能够重用已创建的线程。下面是Executors中的newCachedThreadPool()的源代码：　　

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {          return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>());      }  

　　2> newFixedThreadPool使用的Thread对象的数量是有限的,如果提交的任务数量大于限制的最大线程数，那么这些任务讲排队，然后当有一个线程的任务结束之后，将会根据调度策略继续等待执行下一个任务。下面是Executors中的newFixedThreadPool()的源代码：　

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>());    }  

　　3>newSingleThreadExecutor　就是线程数量为1的FixedThreadPool,如果提交了多个任务，那么这些任务将会排队，每个任务都会在下一个任务开始之前运行结束，所有的任务将会使用相同的线程。下面是Executors中的newSingleThreadExecutor()的源代码：　　

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {          return new FinalizableDelegatedExecutorService              (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));      }  

　　4>newScheduledThreadPool创建一个固定长度的线程池，而且以延迟或定时的方式来执行任务。
　　通过如上配置的线程池的创建方法源代码，我们可以发现：
　　　　1> 除了CachedThreadPool使用的是直接提交策略的缓冲队列以外，其余两个用的采用的都是无界缓冲队列，也就说，FixedThreadPool和SingleThreadExecutor创建的线程数量就不会超过 corePoolSize。
　 　　2> 我们可以再来看看三个线程池采用的ThreadPoolExecutor构造方法都是同一个，使用的都是默认的ThreadFactory和handler:

private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy();   public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                       int maximumPoolSize,                       long keepAliveTime,                       TimeUnit unit,                       BlockingQueue<Runnable> workQueue) {      this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,          Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);  }  

　　也就说三个线程池创建的线程对象都是同组，优先权等级为正常的Thread.NORM_PRIORITY（5）的非守护线程，使用的被拒绝任务处理方式是直接抛出异常的AbortPolicy策略（前面有介绍）。

2、ExecutorService任务周期管理接口

　　Executor的实现通常都会创建线程来执行任务，但是使用异步方式来执行任务时，由于之前提交任务的状态不是立即可见的，所以如果要关闭应用程序时，就需要将受影响的任务状态反馈给应用程序。

　　为了解决执行服务的生命周期问题，Executor扩展了EecutorService接口，添加了一些用于生命周期管理的方法。如下：

public interface ExecutorService extends Executor {      void shutdown();      List<Runnable> shutdownNow();      boolean isShutdown();      boolean isTerminated();      boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;      // 省略部分方法  }  

3、ThreadPoolExecutor线程池实现类

　　先来看一下这个类中定义的重要变量，如下：

private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;              // 阻塞队列  private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock();   // 互斥锁  private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();// 线程集合.一个Worker对应一个线程  private final Condition termination = mainLock.newCondition();// 终止条件  private int largestPoolSize;           // 线程池中线程数量曾经达到过的最大值。  private long completedTaskCount;       // 已完成任务数量  private volatile ThreadFactory threadFactory;     // ThreadFactory对象，用于创建线程。  private volatile RejectedExecutionHandler handler;// 拒绝策略的处理句柄  private volatile long keepAliveTime;   // 线程池维护线程所允许的空闲时间  private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut;  private volatile int corePoolSize;     // 线程池维护线程的最小数量，哪怕是空闲的  private volatile int maximumPoolSize;  // 线程池维护的最大线程数量  

　　其中有几个重要的规则需要说明一下：
　　1> corePoolSize与maximumPoolSize 由于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：
　　（1）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；
　　（2）如果设置的corePoolSize 和 maximumPoolSize相同，则创建的线程池是大小固定的，如果运行的线程与corePoolSize相同，当有新请求过来时，若workQueue未满，则将请求放入workQueue中，等待有空闲的线程去从workQueue中取任务并处理
　　（3）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才创建新的线程去处理请求；
　　（4）如果运行的线程多于corePoolSize 并且等于maximumPoolSize，若队列已经满了，则通过handler所指定的策略来处理新请求；
　　（5）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
　　
　　也就是说，处理任务的优先级为：
　　（1） 核心线程corePoolSize > 任务队列workQueue > 最大线程maximumPoolSize，如果三者都满了，使用handler处理被拒绝的任务。
　　（2）当池中的线程数大于corePoolSize的时候，多余的线程会等待keepAliveTime长的时间，如果无请求可处理就自行销毁。
　　2> workQueue 线程池所使用的缓冲队列，该缓冲队列的长度决定了能够缓冲的最大数量，缓冲队列有三种通用策略：
　　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他任务，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>ThreadFactory 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。

public interface ThreadFactory {      Thread newThread(Runnable r);  }  

　　而构造方法中的threadFactory对象，是通过 Executors.defaultThreadFactory()返回的。Executors.java中的defaultThreadFactory()源码如下：

public static ThreadFactory defaultThreadFactory() {       return new DefaultThreadFactory();   } 

　　在DefaultThreadFactory类中实现了ThreadFactory接口并对其中定义的方法进行了实现，如下：

static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {      private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);      private final ThreadGroup group;      private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);      private final String namePrefix;      DefaultThreadFactory() {          SecurityManager s = System.getSecurityManager();          group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :  Thread.currentThread().getThreadGroup();          namePrefix = "pool-" +  poolNumber.getAndIncrement() +  "-thread-";      }      // 为线程池创建新的任务执行线程      public Thread newThread(Runnable r) {          // 线程对应的任务是Runnable对象r          Thread t = new Thread(group, r,namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(), 0);          // 设为非守护线程          if (t.isDaemon())              t.setDaemon(false);          // 将优先级设为Thread.NORM_PRIORITY          if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)              t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);          return t;      }  }  

　　4>RejectedExecutionHandler
　　当Executor已经关闭（即执行了executorService.shutdown()方法后），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()中提交的新任务将被拒绝.
　　在以上述情况下，execute 方法将调用其 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 处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException;
　　2) 在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 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 不能执行的任务将被删除;
　　4) 在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 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）。
线程池默认会采用的是defaultHandler策略。首先看defaultHandler的定义：

private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy(); // 使用默认的拒绝策略  

public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler {      public AbortPolicy() { }      // 抛出异常      public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {          throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +  " rejected from " +  e.toString());      }  }  

　　看一下其他拒绝策略的具体实现。

class MyRunnable implements Runnable {      private String name;      public MyRunnable(String name) {          this.name = name;      }      @Override      public void run() {          try {              System.out.println(this.name + " is running.");              Thread.sleep(100);          } catch (Exception e) {              e.printStackTrace();          }      }  }  

　　如上是一个测试任务的例子，下面编写4个测试用例来测试。
　　
1.DiscardPolicy 示例

public class DiscardPolicyDemo {      private static final int THREADS_SIZE = 1;      private static final int CAPACITY = 1;      public static void main(String[] args) throws Exception {          // 创建线程池。线程池的"最大池大小"和"核心池大小"都为1(THREADS_SIZE)，"线程池"的阻塞队列容量为1(CAPACITY)。          ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(THREADS_SIZE, THREADS_SIZE, 0, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<Runnable>(CAPACITY));          // 设置线程池的拒绝策略为"丢弃"          pool.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());          // 新建10个任务，并将它们添加到线程池中。          for (int i = 0; i < 10; i++) {              Runnable myrun = new MyRunnable("task-"+i);              pool.execute(myrun);          }          // 关闭线程池          pool.shutdown();      }  }  

　　线程池pool的”最大池大小”和”核心池大小”都为1(THREADS_SIZE)，这意味着”线程池能同时运行的任务数量最大只能是1”。
　　线程池pool的阻塞队列是ArrayBlockingQueue，ArrayBlockingQueue是一个有界的阻塞队列，ArrayBlockingQueue的容量为1。这也意味着线程池的阻塞队列只能有一个线程池阻塞等待。
　　根据”“中分析的execute()代码可知：线程池中共运行了2个任务。第1个任务直接放到Worker中，通过线程去执行；第2个任务放到阻塞队列中等待。其他的任务都被丢弃了！

2.DiscardOldestPolicy 示例

public class DiscardOldestPolicyDemo {      private static final int THREADS_SIZE = 1;      private static final int CAPACITY = 1;      public static void main(String[] args) throws Exception {          // 创建线程池。线程池的"最大池大小"和"核心池大小"都为1(THREADS_SIZE)，"线程池"的阻塞队列容量为1(CAPACITY)。          ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(THREADS_SIZE, THREADS_SIZE, 0, TimeUnit.SECONDS,                  new ArrayBlockingQueue<Runnable>(CAPACITY));          // 设置线程池的拒绝策略为"DiscardOldestPolicy"          pool.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());          // 新建10个任务，并将它们添加到线程池中。          for (int i = 0; i < 10; i++) {              Runnable myrun = new MyRunnable("task-"+i);              pool.execute(myrun);          }          // 关闭线程池          pool.shutdown();      }  }  

运行结果：

task-0 is running.task-9 is running.

将”线程池的拒绝策略”由DiscardPolicy修改为DiscardOldestPolicy之后，当有任务添加到线程池被拒绝时，线程池会丢弃阻塞队列中末尾的任务，然后将被拒绝的任务添加到末尾。

3.AbortPolicy 示例

public class AbortPolicyDemo {      private static final int THREADS_SIZE = 1;      private static final int CAPACITY = 1;      public static void main(String[] args) throws Exception {          // 创建线程池。线程池的"最大池大小"和"核心池大小"都为1(THREADS_SIZE)，"线程池"的阻塞队列容量为1(CAPACITY)。          ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(THREADS_SIZE, THREADS_SIZE, 0, TimeUnit.SECONDS,                  new ArrayBlockingQueue<Runnable>(CAPACITY));          // 设置线程池的拒绝策略为"抛出异常"          pool.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());          try {              // 新建10个任务，并将它们添加到线程池中。              for (int i = 0; i < 10; i++) {                  Runnable myrun = new MyRunnable("task-"+i);                  pool.execute(myrun);              }          } catch (RejectedExecutionException e) {              e.printStackTrace();              // 关闭线程池              pool.shutdown();          }      }  }  

(某一次)运行结果：

java.util.concurrent.RejectedExecutionException    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$AbortPolicy.rejectedExecution(ThreadPoolExecutor.java:1774)    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.reject(ThreadPoolExecutor.java:768)    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.execute(ThreadPoolExecutor.java:656)    at AbortPolicyDemo.main(AbortPolicyDemo.java:27)task-0 is running.task-1 is running.

　　将”线程池的拒绝策略”由DiscardPolicy修改为AbortPolicy之后，当有任务添加到线程池被拒绝时，会抛出RejectedExecutionException。

4.CallerRunsPolicy 示例

public class CallerRunsPolicyDemo {      private static final int THREADS_SIZE = 1;      private static final int CAPACITY = 1;      public static void main(String[] args) throws Exception {          // 创建线程池。线程池的"最大池大小"和"核心池大小"都为1(THREADS_SIZE)，"线程池"的阻塞队列容量为1(CAPACITY)。          ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(THREADS_SIZE, THREADS_SIZE, 0, TimeUnit.SECONDS,                  new ArrayBlockingQueue<Runnable>(CAPACITY));          // 设置线程池的拒绝策略为"CallerRunsPolicy"          pool.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());          // 新建10个任务，并将它们添加到线程池中。          for (int i = 0; i < 10; i++) {              Runnable myrun = new MyRunnable("task-"+i);              pool.execute(myrun);          }          // 关闭线程池          pool.shutdown();      }  }  

(某一次)运行结果：

task-2 is running.task-3 is running.task-4 is running.task-5 is running.task-6 is running.task-7 is running.task-8 is running.task-9 is running.task-0 is running.task-1 is running.

　　将”线程池的拒绝策略”由DiscardPolicy修改为CallerRunsPolicy之后，当有任务添加到线程池被拒绝时，线程池会将被拒绝的任务添加到”线程池正在运行的线程”中取运行。

第二部分

转自这里：

　　线程池能够复用线程，减少线程创建，销毁，恢复等状态切换的开销，提高程序的性能。一个线程池管理了一组工作线程，同时它还包括了一个用于放置等待执行的任务的队列。
　　ThreadPoolExecutor类中定义了一些与线程状态与活动线程数相关的一些变量，如下：

private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));     // 将整型的24位分为高3位和低29位，高3位表示线程池的状态,低29位表示活动的线程数     private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;     private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;// 29位能表示的最大二进制整数，也就是活动线程数     // 高3位数值代表的线程池状态     private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;    // running 线程池能接受新任务     private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;    // shutdown 线程池不再接受新任务     private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;    // stop 线程池不再接受新任务，不再执行队列中的任务，而且要中断正在处理的任务     private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;    // tidying 线程池所有任务均已终止     private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;    // terminated terminated()方法执行结束  

　　由如上可知：
　　ctl是一个AtomicInteger类型的原子对象。ctl记录了”线程池中的任务数量”和”线程池状态”2个信息。ctl共包括32位。其中，高3位表示”线程池状态”，低29位表示”线程池中的任务数量”。

RUNNING    -- 对应的高3位值是111SHUTDOWN   -- 对应的高3位值是000STOP       -- 对应的高3位值是001TIDYING    -- 对应的高3位值是010TERMINATED -- 对应的高3位值是011

　　线程池各个状态之间的切换如下图所示：
　　

　　线程池各个状态间的转换的详细解释如下所示。
　　1> RUNNING(111) -> SHUTDOWN(000) : 调用了shutdown方法，线程池实现了finalize方法，在里面调用了shutdown方法，因此shutdown可能是在finalize中被隐式调用的
　　2> (RUNNING(111) or SHUTDOWN(000)) -> STOP(001) 调用了shutdownNow方法

　　3> SHUTDOWN(000) -> TIDYING(010) :　当队列和线程池均为空的时候

　　4> STOP(001) -> TIDYING(010) : 当线程池为空的时候

　　5> TIDYING(010) -> TERMINATED(011) : terminated()方法调用完毕

　　说明：扩号后的3位数字表示ctl的高3位二进制值，并不关注低29位二进制的值

　　还有一些对常量的操作方法，只说明部分，其他的有兴趣自己可以去查看，如下：

private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; }  // 得到线程运行状态  private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY; }   // 得到活动线程数  private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }        // 得到两者表示的值  

　　来看一下ThreadPoolExecutor()中最主要的一个构造函数,如下：

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;  }  

　　调用Executors方法中的几个方法，如newCachedThreadPool()、newFixedThreadPool()时，都会间接调用上面的构造方法来初始化所有的线程池相关变量。

1、创建线程池并执行任务

有了Executor对象后，就可以调用execute()方法执行任务了。方法的源代码如下：

public void execute(Runnable command) {          if (command == null)  // 任务为null,则抛出异常              throw new NullPointerException();          int c = ctl.get();    // 取出记录着runState和workerCount 的 ctl的当前值          /*          *  通过workerCountOf方法从ctl所表示的int值中提取出低29位的值,也就是当前活动的线程数。如果当前          *  活动的线程数少于corePoolSize,则通过addWorker(command, true)新建一个线程,并将任务(command)          *  添加到该线程中          */          if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {                  /*              * addWorker()返回值表示：              * 1、true 表示需要检测当前运行的线程是否小于corePoolSize              * 2、false 表示需要检测当前运行的线程数量是否小于maxPoolSize              */              if (addWorker(command, true))                      return;       // 新线程创建成功,终止该方法的执行              c = ctl.get();    // 任务添加到线程失败,取出记录着runState和workerCount 的 ctl的当前值          }          /*          * 方法解释：          * isRunning(c) 当前线程池是否处于运行状态。源代码是通过判断c < SHUTDOWN 来确定返回值。由于RUNNING才会接收新任务，且只有这个值-1才小于SHUTDOWN          * workQueue.offer(command) 任务添加到缓冲队列          */          if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {// 当前线程处于运行状态且成功添加到缓冲队列              int recheck = ctl.get();               /*              * 如果 线程池已经处于非运行状态,则从缓冲队列中移除任务然后采用线程池指定的策略拒绝任务              * 如果 线程池中任务数量为0,则通过addWorker(null, false)尝试新建一个线程,新建线程对应的任务为null              */              if (! isRunning(recheck) && remove(command))                      reject(command);                                         else if (workerCountOf(recheck) == 0)  // 得到活动线程数为0                          addWorker(null, false);          }          /*          * 当不满足以下两个条件时执行如下代码：          *  1. 当前线程池并不处于Running状态             *  2. 当前线程池处于Running状态,但是缓冲队列已经满了            */          else if (!addWorker(command, false))              reject(command);   // 采用线程池指定的策略拒绝任务    }  

　　当前活动的线程小于corePoolSize了，那么等于和大于corePoolSize怎么处理呢？

　　1> 当前活动的线程数量 >= corePoolSize 的时候，都是优先添加到队列中，直到队列满了才会去创建新的线程，在这里第27 行的if语句已经体现出来了。这里利用了&&的特性，只有当第一个条件会真时才会去判断第二个条件，第一个条件是isRunning()，判断线程池是否处于RUNNING状态，因为只有在这个状态下才会接受新任务，否则就拒绝，如果正处于RUNNING状态，那么就加入队列，如果加入失败可能就是队列已经满了，这时候直接执行第29行。

　　2> 在execute()方法中，当 当前活动的线程数量 < corePoolSize 时，会执行addWorker()方法，关于addWorker()，它是用来直接新建线程用的，之所以叫addWorker而不是addThread是因为在线程池中，所有的线程都用一个Worker对象包装着，来看一下这个方法：

/**   * 创建并执行新线程   * @param firstTack 用于指定新增的线程执行的第一个任务   *   * @param core      true表示在新增线程时会判断当前活动线程数是否少于corePoolSize，   *                  false表示新增线程前需要判断当前活动线程数是否少于maximumPoolSize   *   * @return 是否成功新增一个线程   */   private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {        retry:        for (;;) {            int c = ctl.get();         // 获取记录着runState和workCount的int变量的当前值            int rs = runStateOf(c);    // 获取当前线程池运行的状态            /*             这个条件代表着以下几个情景，就直接返回false说明线程创建失败：             1.rs > SHUTDOWN； 此时不再接收新任务，且所有的任务已经执行完毕             2.rs = SHUTDOWN； 此时不再接收新任务，但是会执行队列中的任务，在后面的或语句中，第一个不成立，firstTask != null成立             3.rs = SHUTDOWN；此时不再接收新任务，fistTask == null,任务队列workQueue已经空了           */            if (rs >= SHUTDOWN &&                ! (rs == SHUTDOWN &&                   firstTask == null &&                   ! workQueue.isEmpty()))                return false;            for (;;) {                //获取当前活动的线程数                int wc = workerCountOf(c);                    //先判断当前活动的线程数是否大于最大值，如果超过了就直接返回false说明线程创建失败                //如果没有超过再根据core的值再进行以下判断                /*                   1.core为true，则判断当前活动的线程数是否大于corePoolSize                   2.core为false，则判断当前活动线程数是否大于maximumPoolSize               */                if (wc >= CAPACITY ||                    wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))                    return false;                //比较当前值是否和c相同，如果相同，则改为c+1，并且跳出大循环，直接执行Worker进行线程创建                if (compareAndIncrementWorkerCount(c))                    break retry;                c = ctl.get();  // 获取ctl的当前值                if (runStateOf(c) != rs)    //检查下当前线程池的状态是否已经发生改变                    continue retry;    //如果已经改变了，则进行外层retry大循环，否则只进行内层的循环                // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop            }        }        //下面这里就是开始创建新的线程了        //Worker的也是Runnable的实现类        Worker w = new Worker(firstTask);        //因为不可以直接在Worker的构造方法中进行线程创建        //所以要把它的引用赋给t方便后面进行线程创建        Thread t = w.thread;            final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;        mainLock.lock();        try {            //再次取出ctl的当前值，用于进行状态的检查，防止线程池的已经状态改变了            int c = ctl.get();            int rs = runStateOf(c);            //将if语句中的条件转换为一个等价实现 ：t == null || (rs >= SHUTDOWN && (rs != SHUTDOWN || firstTask != null))            //有个t == null是因为如果使用的是默认的ThreadFactory的话，那么它的newThread()可能会返回null            /*             1. 如果t == null, 则减少一个线程数，如果线程池处于的状态 > SHUTDOWN,则尝试终止线程池             2. 如果t ！= null，且rs == SHUTDOWN，则不再接收新任务，若firstTask != null，则此时也是返回false，创建线程失败             3. 如果t ！= null， 且rs > SHUTDOWN,同样不再接受新任务，此时也是返回false，创建线程失败           */            if (t == null ||                (rs >= SHUTDOWN &&                 ! (rs == SHUTDOWN &&                    firstTask == null))) {                decrementWorkerCount();    //减少一个活动的当前线程数                tryTerminate();    //尝试终止线程池                return false;    //返回线程创建失败            }            workers.add(w);    //将创建的线程添加到workers容器中            int s = workers.size();    //获取当前线程活动的数量            if (s > largestPoolSize)    //判断当前线程活动的数量是否超过线程池最大的线程数量                largestPoolSize = s;    //当池中的工作线程创新高时，会将这个数记录到largestPoolSize字段中。然后就可以启动这个线程t了        } finally {            mainLock.unlock();        }        t.start();    //开启线程        //若start后，状态又变成了SHUTDOWN状态（如调用了shutdownNow方法）且新建的线程没有被中断过，        //就要中断该线程（shutdownNow方法要求中断正在执行的线程），        //shutdownNow方法本身也会去中断存储在workers中的所有线程        if (runStateOf(ctl.get()) == STOP && ! t.isInterrupted())            t.interrupt();        return true;    }  

　　那么在创建线程的时候，线程执行的是什么的呢？

　　我们前面提到Worker继承的其实也是Runnable，它在创建线程的时候是以自身作为任务传进先创建的线程中的，这段比较简单，我就不一一注释了，只是给出源代码给大家看吧。

 Worker(Runnable firstTask) {    this.firstTask = firstTask;     //this指的是worker对象本身     this.thread = getThreadFactory().newThread(this); }

　　它以自身的对象作为线程任务传进去，那么它的run方法又是怎样的呢？

public void run() {    runWorker(this);}

竟然只有一句话调用runWorker()方法，这个可是重头戏，我们来看看，究竟运行的是什么。

/**  * 执行Worker中的任务，它的执行流程是这样的：  * 若存在第一个任务，则先执行第一个任务，否则，从队列中拿任务，不断的执行，  * 直到getTask()返回null或执行任务出错（中断或任务本身抛出异常），就退出while循环。  * @param w woker  */   final void runWorker(Worker w) {          Runnable task = w.firstTask;    //将当前Worker中的任务取出来交给task，并释放掉w.firstTask占用的内存          w.firstTask = null;          //用于判断线程是否由于异常终止，如果不是异常终止，在后面将会将该变量的值改为false          //该变量的值在processWorkerExit()会使用来判断线程是否由于异常终止          boolean completedAbruptly = true;              try {              //执行任务，直到getTask()返回的值为null，在此处就相当于复用了线程，让线程执行了多个任务              while (task != null || (task = getTask()) != null) {                      w.lock();                  clearInterruptsForTaskRun();//对线程池状态进行一次判断，后面我们会讲解一下该方法                  try {                      beforeExecute(w.thread, task);    //在任务执行前需要做的逻辑方法，该方面可以由用户进行重写自定义                      Throwable thrown = null;                      try {                          task.run();    //开始执行任务                      } catch (RuntimeException x) {                          thrown = x; throw x;                      } catch (Error x) {                          thrown = x; throw x;                      } catch (Throwable x) {                          thrown = x; throw new Error(x);                      } finally {                          afterExecute(task, thrown);    //在任务执行后需要做的逻辑方法，该方面可以由用户进行重写自定义                      }                  } finally {                      task = null;                          w.completedTasks++;    //增加该线程完成的任务                      w.unlock();                  }              }              completedAbruptly = false;    //线程不是异常终止          } finally {              processWorkerExit(w, completedAbruptly);    //结束该线程          }      }  

　　下面就是线程在执行任务之前对线程池状态的一次判断：

/**    * 对线程的结束做一些清理和数据同步    * @param w 封装线程的Worker    * @param completedAbruptly 表示该线程是否结束于异常    */    private void processWorkerExit(Worker w, boolean completedAbruptly) {        // 如果completedAbruptly值为true，则说明线程是结束于异常        //如果不是结束于异常，那么它降在runWorker方法的while循环中的getTask()方法中已经减一了        if (completedAbruptly)             decrementWorkerCount();    //此时将线程数量减一        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;        mainLock.lock();        try {            completedTaskCount += w.completedTasks;    //统计总共完成的任务数            workers.remove(w);    //将该线程数从workers容器中移除        } finally {            mainLock.unlock();        }        tryTerminate();    //尝试终止线程池        int c = ctl.get();        //接下来的这个if块要做的事儿了。当池的状态还是RUNNING，        //又要分两种情况，一种是异常结束，一种是正常结束。异常结束比较好弄，直接加个线程替换死掉的线程就好了,        //也就是最后的addWorker操作        if (runStateLessThan(c, STOP)) {    //如果当前运行状态为RUNNING，SHUTDOWN            if (!completedAbruptly) {    //如果线程不是结束于异常                int min = allowCoreThreadTimeOut ? 0 : corePoolSize;    //是否允许线程超时结束                if (min == 0 && ! workQueue.isEmpty())    //如果允许把那个且队列不为空                    min = 1;    //至少要保留一个线程来完成任务                //如果当前活动的线程数大于等于最小的值                // 1.不允许核心线程超时结束，则必须要使得活动线程数超过corePoolSize数才可以                // 2. 允许核心线程超时结束，但是队列中有任务，必须留至少一个线程                if (workerCountOf(c) >= min)                        return; // replacement not needed            }            //直接加个线程            addWorker(null, false);            }    }  

　　前面我们的方法遇见过很多次tryTerminate()方法，到底他是怎样尝试结束线程池的呢？

/**  * 执行该方法，根据线程池状态进行  判断是否结束线程池  */   final void tryTerminate() {      for (;;) {          int c = ctl.get();          if (isRunning(c) ||    //线程池正在运行中，自然不能结束线程池啦              runStateAtLeast(c, TIDYING) ||    //如果状态为TIDYING或TERMINATED，池中的活动线程数已经是0，自然也不需要做什么操作了              (runStateOf(c) == SHUTDOWN && ! workQueue.isEmpty()))    //线程池出于SHUTDOWN状态，但是任务队列不为空，自然不能结束线程池啦              return;          if (workerCountOf(c) != 0) { // Eligible to terminate              /*               调用这个方法的目的是将shutdown信号传播给其它线程。               调用shutdown方法的时候会去中断所有空闲线程，如果这时候池中所有的线程都正在执行任务，               那么就不会有线程被中断，调用shutdown方法只是设置了线程池的状态为SHUTDOWN，               在取任务(getTask,后面会细说)的时候，假如很多线程都发现队列里还有任务（没有使用锁，存在竞态条件），               然后都去调用take，如果任务数小于池中的线程数，那么必然有方法调用take后会一直等待（shutdown的时候这些线程正在执行任务，               所以没能调用它的interrupt，其中断状态没有被设置），那么在没有任务且线程池的状态为SHUTDWON的时候，               这些等待中的空闲线程就需要被终止iinterruptIdleWorkers(ONLY_ONE)回去中断一个线程，让其从take中退出，               然后这个线程也进入同样的逻辑，去终止一个其它空闲线程，直到池中的活动线程数为0。             */              interruptIdleWorkers(ONLY_ONE);              return;          }          final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;          mainLock.lock();          try {              /*               当状态为SHUTDOWN，且活动线程数为0的时候，就可以进入TIDYING状态了，               进入TIDYING状态就可以执行方法terminated()，               该方法执行结束就进入了TERMINATED状态（参考前文中各状态的含义以及可能的状态转变）             */              if (ctl.compareAndSet(c, ctlOf(TIDYING, 0))) {                  try {                      terminated();    //执行该方法，结束线程池                  } finally {                      ctl.set(ctlOf(TERMINATED, 0));                      /*                       当线程池shutdown后，外部可能还有很多线程在等待线程池真正结束，                       即调用了awaitTermination方法，该方法中，外部线程就是在termination上await的，                       所以，线程池关闭之前要唤醒这些等待的线程，告诉它们线程池关闭结束了。                     */                      termination.signalAll();                  }                  return;              }          } finally {              mainLock.unlock();          }          // else retry on failed CAS      }  }  

2、关闭线程池

　　关闭时使用shutdown()方法，源码如下：

public void shutdown() {        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;        mainLock.lock();        try {            checkShutdownAccess();    // 检查终止线程池的线程是否有权限。            advanceRunState(SHUTDOWN);// 设置线程池的状态为关闭状态。            interruptIdleWorkers();   // 中断线程池中空闲的线程            onShutdown();             // 钩子函数，在ThreadPoolExecutor中没有任何动作        } finally {            mainLock.unlock();        }        tryTerminate();               // 尝试终止线程池    }