关于java:给女朋友讲-Java线程池的内部原理

餐厅的约会

餐盘在灯光的照耀下分外晶莹清白，女朋友拿起红酒杯轻轻地抿了一小口，对我说：“常常听你说线程池，到底线程池到底是个什么原理？”我楞了一下，心里想女朋友明天是怎么了，怎么忽然问出这么业余的问题，但做为一个专业人士在女朋友背后也不能露怯啊，想了一下便说：“我先给你讲讲我前共事老王的故事吧！”

大龄程序员老王

老王是一个曾经北漂十多年的程序员，岁数大了，加班加不过年轻人，升迁也有望，于是拿着手里的一些积蓄，回老家转行守业。他抉择了洗浴行业，开一家洗浴核心，没错，一家正规的洗浴核心。之前在北京的时候，喜爱去的澡堂叫“清华池”，他想了想，就给本人的洗浴核心取名为“线程池”。

线程池洗浴核心

线程池停业当前，老王发现有顾客想做足疗，于是就招聘了 1 个足疗技师，多减少了一项业务减少了支出。随着做足疗的顾客增多，为了赚更多钱又招聘了 4 个足疗技师。
过了一段时间，洗浴核心的生意越来越好，做足疗的顾客也越来越多。然而，老王发现自己店里的足疗技师曾经有 5 个足疗技师，再招聘就太多了，领取不起再多工资了。足疗技师忙不过来怎么办？老王是个聪明人，马上想到方法：让顾客排队，有哪个足疗技师做完了，闲暇进去了，就在队伍里再叫一个顾客持续做。

繁忙的周末

一到周末，来洗浴核心的顾客比平时多了几倍，想足疗的顾客排队工夫太长，顾客们曾经不耐烦了。老王马上做出反馈，又紧急从其余洗浴核心招聘了 5 个足疗技师，为队伍里顾客做足疗，大大减少排队的顾客。
不过，有时生意太火爆了，紧急招聘的技师也用上了，顾客排队工夫也是很长，再来新的顾客，老王只能满脸赔笑地和顾客说：“您下次再来吧，下次给您找个好技师。”，把顾客拒之门外。
过了周末当前，店里不能养闲人啊，老王就把紧急招聘的技师都解雇了。

老王的经营之道

老王的生意越做越红火，很快就要开分店、融资上市、走上人生巅峰。既然这么胜利，就让咱们来复盘一下他的经营之道吧：

如果你理解了老王的经营之道，线程池就不难理解了，把 顾客 替换成 工作 ，把 足疗技师 替换成 线程 ， 线程池洗浴核心 就是 线程池 了，线程池的外部原理就是这样的：

梦醒

铃铃铃，闹铃把我吵醒，原来是一场梦啊，我哪有什么女朋友？今天上午有一个面试，连忙起床洗漱结束，就登程了。在路上回忆那个奇怪的梦，要不再温习一下线程池的外部原理吧！
先看一下 ThreadPoolExecutor 类的 execute 办法：

public void execute(Runnable command) {if (command == null)
        throw new NullPointerException();
    // 获取 clt，clt 记录着线程池状态和运行线程数。int c = ctl.get();
    // 运行线程数小于外围线程数时，创立线程放入线程池中，并且运行当前任务。if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true))
            return;
        // 创立线程失败，从新获取 clt。c = ctl.get();}
    // 线程池是运行状态并且运行线程大于外围线程数时，把工作放入队列中。if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();
        // 从新查看线程池不是运行状态时，// 把工作移除队列，并通过回绝策略对该工作进行解决。if (! isRunning(recheck) && remove(command))
            reject(command);
        // 以后运行线程数为 0 时，创立线程退出线程池中。else if (workerCountOf(recheck) == 0)
            addWorker(null, false);
    }
    // 运行线程大于外围线程数时并且队列已满时，// 创立线程放入线程池中，并且运行当前任务。else if (!addWorker(command, false))
        // 运行线程大于最大线程数时，失败则回绝该工作
        reject(command);
}

在 execute 办法中，屡次调用的 addWorker 办法，再看一下这个办法：

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
    retry:
    for (;;) {
        // 获取 clt，clt 记录着线程池状态和运行线程数。int c = ctl.get();
        // 获取线程池的运行状态。int rs = runStateOf(c);

        // 线程池处于敞开状态，或者当前任务为 null
        // 或者队列不为空，则间接返回失败。if (rs >= SHUTDOWN &&
            ! (rs == SHUTDOWN &&
               firstTask == null &&
               ! workQueue.isEmpty()))
            return false;

        for (;;) {
            // 获取线程池中的线程数
            int wc = workerCountOf(c);
            // 线程数超过 CAPACITY，则返回 false；// 这里的 core 是 addWorker 办法的第二个参数，// 如果为 true 则依据外围线程数进行比拟，// 如果为 false 则依据最大线程数进行比拟。if (wc >= CAPACITY ||
                wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
                return false;
            // 尝试减少线程数，如果胜利，则跳出第一个 for 循环
            if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
                break retry;
            // 如果减少线程数失败，则从新获取 ctl
            c = ctl.get();
            // 如果以后的运行状态不等于 rs，阐明状态已被扭转，// 返回第一个 for 循环继续执行
            if (runStateOf(c) != rs)
                continue retry;
        }
    }

    boolean workerStarted = false;
    boolean workerAdded = false;
    Worker w = null;
    try {
        // 依据当前任务来创立 Worker 对象
        w = new Worker(firstTask);
        final Thread t = w.thread;
        if (t != null) {
            final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
            mainLock.lock();
            try {
                // 取得锁当前，从新查看线程池状态
                int rs = runStateOf(ctl.get());

                if (rs < SHUTDOWN ||
                    (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {if (t.isAlive())
                        throw new IllegalThreadStateException();
                    // 把刚刚创立的线程退出到线程池中
                    workers.add(w);
                    int s = workers.size();
                    // 记录线程池中呈现过的最大线程数量
                    if (s > largestPoolSize)
                        largestPoolSize = s;
                    workerAdded = true;
                }
            } finally {mainLock.unlock();
            }
            if (workerAdded) {
                // 启动线程，开始运行工作
                t.start();
                workerStarted = true;
            }
        }
    } finally {if (! workerStarted)
            addWorkerFailed(w);
    }
    return workerStarted;
}

面试

一个衣着格子衬衫的中年男子坐在我背后，对我说：“您好，我是明天的面试官。”我微笑地回应：“您好。”面试官面无表情地问我：“线程池肯定用过吧，能说说线程池的外部原理嘛？”我差点笑出声来，自信满满地说……