前言

后面一遍文章咱们看了下FutureTask的源码，晓得了怎么样去获取一个工作的返回值，明天咱们看下ThreadPoolExecutor。

ThreadPoolExecutor 看名词咱们就能够看做是ThreadPool 和Executor的联合，大略意思咱们也能晓得就是线程池执行器，哈哈这翻译真棒。这篇博文会从源码的角度去剖析下一个线程工作退出的线程池当前是怎么被执行的~

线程池

下面说线程的时候咱们也说过线程是零碎中极其宝贵的资源，那咱们要正当的应用他，所以有了线程池的呈现，那线程池能带来哪些益处呢

升高资源的耗费：通过反复利用曾经创立的线程来升高线程创立和销毁带来的耗费
提供响应速度：当咱们创立人物达到的时候，工作能够不须要期待线程的创立就能立刻执行
进步线程可管理性：线程是稀缺资源，不能有限创立，所以要应用线程池对线程进行同一的治理和调配，调优和监控等等。

源码剖析

继承构造

首先咱们看下ThreadPoolExecutor 的继承关系

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService{}public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService{}public interface ExecutorService extends Executor {    <!--进行线程池，状态设置为SHUTDOWN，并且不在承受新的工作，曾经提交的工作会继续执行-->    void shutdown();    <!--进行线程池，状态设置为STOP，不在承受先工作，尝试中断正在执行的工作，返回还未执行的工作-->    List<Runnable> shutdownNow();    <!--是否是SHUTDOWN状态-->    boolean isShutdown();    <!--是否所有工作都曾经终止-->    boolean isTerminated();    <!--超时工夫内，去期待工作执行工作-->    boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;       <!--Callable 去提交工作-->    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);    <!--Runnable 去提交工作-->    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);    <!--Runnable 去提交工作-->    Future<?> submit(Runnable task);        <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)        throws InterruptedException;    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,                                  long timeout, TimeUnit unit)        throws InterruptedException;    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)        throws InterruptedException, ExecutionException;    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,                    long timeout, TimeUnit unit)        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;}public interface Executor {    void execute(Runnable command);}

咱们先从最上面的接口Executor 来看，这个接口就是一个实现，就是执行execute办法，这个接口就是线程执行的入口

ExecutorService接口继承了Executor接口，外面的的办法比拟多，咱们常见的shutdownNow，shutdown 就是在这个接口外面的，还有就是咱们常见往线程池外面提交工作的时候submit办法。ExecutorService丰盛了对工作执行和治理的性能

AbstractExecutorService是一个抽象类，实现了ExecutorService接口，这边顺带说下，为什么java 源码外面存在大量抽象类实现接口，而后类再继承抽象类，为什么类不间接实现接口呢？还要套一层呢，之前我也不明确，起初我才分明，抽象类去实现接口，就是去实现一些公共的接口办法，这样类再次去实现接口的时候，只有关怀我不同的实现就好了，因为咱们晓得接口的实现类不止一个，抽象类就是把这些要实现接口的类的公共的实现再次抽取进去，防止了大量的反复实现，尤其List,Set 接口你看下简直都有响应的抽象类实现！

次要的变量

    <!--ctl 存储了线程池状态和线程的数量-->    private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));    private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;//32-3=29    private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;//2的29次方-1    // runState is stored in the high-order bits    <!--示意线程池正在运行，能够接受任务 解决线程池中工作-->    private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;    <!--不承受新的工作，然而任然会解决队列中的工作-->    private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;    <!--不承受新的工作，不会解决队里中工作，对正在执行的工作进行中断-->    private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;    <!--工作被中断，正在解决整顿状态-->    private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;    <!--示意终结状态-->    private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;    // Packing and unpacking ctl    <!--获取以后线程池的运行状态-->    private static int runStateOf(int c)     { return c & ~CAPACITY; }    <!--获取以后线程池中工作线程的数量->    private static int workerCountOf(int c)  { return c & CAPACITY; }     <!--获取ctl的值 ->    private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }

对于Ctl是怎么解决线程状态和线程数的数量的，能够看下我的另外一篇博文：https://blog.csdn.net/zxlp520...

构造函数

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.acc = System.getSecurityManager() == null ?                null :                AccessController.getContext();        this.corePoolSize = corePoolSize;        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;        this.workQueue = workQueue;        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);        this.threadFactory = threadFactory;        this.handler = handler;    }

这个构造函数是所有构造函数最终调用的办法，那咱们就说下这些具体的参数

int corePoolSize 外围的线程数量
int maximumPoolSize 最大的线程数量
long keepAliveTime 线程存活的最大工夫设置
TimeUnit unit 设置工夫的单位和keepAliveTime是对应的
BlockingQueue<Runnable> workQueue 阻塞队里，存储要执行的工作
ThreadFactory threadFactory 创立执行线程的工厂默认值：Executors.defaultThreadFactory()
RejectedExecutionHandler handler 工作的回绝Hander办法
- 默认的是AbortPolicy就是抛出异样，
- 还有三种策略是DiscardPolicy抛弃策略，DiscardOldestPolicy抛弃队列中等待时间最长的工作策略，CallerRunsPolicy这个是让调用的线程去解决的策略

Worker

为什么要先讲worker呢？因为咱们提交的工作Runnabale是以Worker这个对象去包装后运行的，这个前面我我讲addWorker办法的时候在细聊

先看下Worker的代码：

 /** Worker 继承了AQS 和实现了Runnable接口   */ private final class Worker        extends AbstractQueuedSynchronizer        implements Runnable    {        private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;        /** worker 运行的主体线程 就是在哪个线程外面运行工作的 */        final Thread thread;        /** 须要运行的工作 */        Runnable firstTask;        /** Per-thread task counter */        volatile long completedTasks;        /**         * Creates with given first task and thread from ThreadFactory.         * @param firstTask the first task (null if none)         */        Worker(Runnable firstTask) {            setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker            this.firstTask = firstTask;            this.thread = getThreadFactory().newThread(this);//这边的this 就是以后的Worker 对象         }        /**  运行 以后的工作 runWorker是ThreadPoolExecutor外面的办法 */        public void run() {            runWorker(this);        }        // Lock methods        // 0 示意 没有锁住状态        // 1 示意 锁住状态        protected boolean isHeldExclusively() {            return getState() != 0;        }                <!--这个办法咱们应该很相熟 我在将AQS的时候聊过这个办法，这边做的就是尝试批改state的状态，这样就是示意加锁的意思，示意这个worker 是锁住状态，别的线程不能执行，-->        protected boolean tryAcquire(int unused) {            if (compareAndSetState(0, 1)) {//CAS 去批改State的值，1示意 曾经被上锁                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());设置以后锁的占用者线程是以后线程                return true;            }            return false;        }        <!--开释锁，也就是批改State的值 为0 unused这个字段命名也挺有意思，意思是说 没用的意思-->        protected boolean tryRelease(int unused) {            setExclusiveOwnerThread(null);//设置以后锁的占用者线程是null            setState(0);            return true;        }        <!--给以后的Worker加锁，如果获取不到 就退出期待队里中，阻塞以后执行线程-->        public void lock()        { acquire(1); }        <!--这边相当于一个非偏心锁的实现  去尝试下加锁-->        public boolean tryLock()  { return tryAcquire(1); }        <!--开释锁-->        public void unlock()      { release(1); }        public boolean isLocked() { return isHeldExclusively(); }                <!--尝试去中断运行的线程工作，就是咱们调用shutdownNow 的时候-->        void interruptIfStarted() {            Thread t;            if (getState() >= 0 && (t = thread) != null && !t.isInterrupted()) {                try {                    t.interrupt();                } catch (SecurityException ignore) {                }            }        }    }

首先看下这个Worker的继承构造，首先是实现了Runnable,又了这样的关系，Worker就能够被Thread去执行了，另外一个还有一个继承了一个抽象类AbstractQueuedSynchronizer，简称AQS,这个类哈哈真的是很久不见了，我之前花了5篇文章解释了这个AQS,可想而知其重要性，JUC 中很多实现都是基于这个去做的，还是不分明的小伙伴能够去到我的博客外面去找下。

这边又一行代码咱们须要注意下，挺有意思的，this.thread = getThreadFactory().newThread(this);这边的this 就是咱们构建的Worker,thread 就是用ThreadFactory去创立的一个线程并且执行的工作就是Worker,也就是调用thread.start()就能够执行Worker了

execute

execute是实现Executor接口的办法，就是执行的工作的入口办法，咱们看下一个工作的提交进来是怎么做的

 public void execute(Runnable command) {       if (command == null)           throw new NullPointerException();       /*        * Proceed in 3 steps:        *        * 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to        * start a new thread with the given command as its first        * task.  The call to addWorker atomically checks runState and        * workerCount, and so prevents false alarms that would add        * threads when it shouldn't, by returning false.        *        * 2. If a task can be successfully queued, then we still need        * to double-check whether we should have added a thread        * (because existing ones died since last checking) or that        * the pool shut down since entry into this method. So we        * recheck state and if necessary roll back the enqueuing if        * stopped, or start a new thread if there are none.        *        * 3. If we cannot queue task, then we try to add a new        * thread.  If it fails, we know we are shut down or saturated        * and so reject the task.        */       int c = ctl.get();//获取以后的ctl 值       /*        * workerCountOf办法我下面也讲过，就是获取以后的工作线程数        * 如果以后的工作线程数小于设置的外围线程数量，就调用addWorker去新增一个工作线程，ture是示意要增加外围工作线程        * addWorker 如果增加胜利就间接返回，如果增加失败就持续后去下ctl,这边重写获取是为了 避免在addWorker过程中 ctl产生了扭转         */       if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {           if (addWorker(command, true))               return;           c = ctl.get();       }       /*        * 走到这步 阐明以后的工作线程数大于外围线程数或者是addWorker产生了失败        * 首先去判断了下 以后的线程状态是否是Running 而后把当前任务退出到阻塞队列workQueue中        * 如果都胜利了 那就再次获取下ctl,因为咱们在offer Runnable的时候可能ctl也会发生变化        *这边的多重验证 思考到高并发的状况，代码逻辑十分的谨严        * 持续走上来的逻辑是  再次判断下线程池状态 如果是非Running，那就移除以后的工作,最初执行reject办法 依据不同的回绝策略，做不同的行为        * 最初走到 判断以后线程数量如果是0，还是回去调用addWorker办法，传入一个空的Runnalbe,false 是示意创立一个非核心的工作线程        */       if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {           int recheck = ctl.get();           if (! isRunning(recheck) && remove(command))               reject(command);           else if (workerCountOf(recheck) == 0)               addWorker(null, false);       }       /*        * 走到这个判断 阐明以后线程池状态是非Running或者入队工作失败，队列可能是满了        * 这边是去创立非核心线程去解决工作，如果创立失败 就执行回绝策略        */       else if (!addWorker(command, false))           reject(command);   }

这边的英文正文我没舍得删除，读者能够去本人翻译下形容的可能比我精确，我置信大家能看的懂，而后再比照下我上面的中文正文，我置信能分明一个工作新增进来是怎么个解决流程！

看完本人再回忆下，什么时候去创立外围线程？什么时候去创立非核心线程？什么时候工作会退出的阻塞队列中？最初执行回绝策略有那几种状况？晓得这些答案那么execute办法你应该了然于心了！

addWorker

上面咱们看下一个重点的办法，这个办法调用的频次很高，咱们进入去看下

 private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {       retry:       //这个是一个自旋 套了一个自旋  其目标就是CAS 新增线程池的数量       for (;;) {           int c = ctl.get();//获取ctl的值           int rs = runStateOf(c);//获取以后的线程状态           // 这边这个条件看上去很绕头，然而认真看看就能晓得           // 第一个条件rs >= SHUTDOWN 阐明线程池状态不失常           // 前面有一个非的判断 其实就是括号外面的条件有一个不成立 整个条件就是false           if (rs >= SHUTDOWN &&               ! (rs == SHUTDOWN &&                  firstTask == null &&                  ! workQueue.isEmpty()))               return false;           for (;;) {               // 上面是获取线程外面的工作线程 如果大于最大值或者设置的阈值，就返回间接返回false 办法完结                int wc = workerCountOf(c);               if (wc >= CAPACITY ||                   wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))                   return false;               //这个的意思是 如果CAS批改workerCount胜利 整个最外层的自旋就完结               if (compareAndIncrementWorkerCount(c))                   break retry;               // 这边为什么要用2个自旋 次要是这边又判断了下 以后这个自旋CAS批改WorkerCount失败后，ctl会发生变化               //如果和外层的不相等，就要返回外层的自旋 去重写做               这边就是为什么用的是   continue retry                c = ctl.get();  // Re-read ctl               if (runStateOf(c) != rs)                   continue retry;               // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop           }       }       boolean workerStarted = false;//worker是否开始执行了       boolean workerAdded = false;//worker 是否增加胜利       Worker w = null;       try {           w = new Worker(firstTask);//将Runnable 传入到worker的构造函数中，下面也讲过，其实就是用firstTask去结构了先的Thread           final Thread t = w.thread;//以后的t就是执行Runnable的线程，在worker中创立           if (t != null) {               final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;//重入锁               mainLock.lock();//保障增加workder时候的线程平安               try {                   int rs = runStateOf(ctl.get());                   if (rs < SHUTDOWN ||                       (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {                       if (t.isAlive()) // precheck that t is startable                           throw new IllegalThreadStateException();                       workers.add(w);//增加worker到一个工作worker汇合中HashSet存储的                       int s = workers.size();                       if (s > largestPoolSize)                           largestPoolSize = s;                       workerAdded = true;                   }               } finally {                   mainLock.unlock();//开释锁               }               if (workerAdded) {//如果增加胜利                   t.start();//这个是真正执行Worker的中央 就是这儿                   workerStarted = true;               }           }       } finally {           if (! workerStarted)               addWorkerFailed(w);//如果最终Worker没有运行，那就清理掉他 批改对应的WorkerCount        }       return workerStarted;   }

办法最开始的中央用了2个自旋去解决并发状况下的CAS批改workerCount失败的状况，这边每个细节，每种状况都思考的很到位，状态判断的特地的谨严，真正看明确，感觉多线程状况下的编程是如许的麻烦，辛亏帮咱们做了封装！

咱们看下 t.Start() 这边办法，咱们晓得t就是Worker外面创立线程主体，是以本人为工作传入到Thread中的，咱们晓得start是开始运行线程，最终是会调用到run办法的，那么就是说会调到Worker外面的run 办法，咱们在回看下Worker外面的run办法

public void run() {   runWorker(this);//ThreadPoolExecutor外面的办法}

runWorker

下面我也说了线程start后会调用run办法，那么也就是调用 runWorker办法，咱们在看下这个外面写的时候什么

 final void runWorker(Worker w) {        Thread wt = Thread.currentThread();        Runnable task = w.firstTask;//获取Worker外面的工作        w.firstTask = null;        w.unlock(); // allow interrupts        boolean completedAbruptly = true;        try {            //始终while循环            while (task != null || (task = getTask()) != null) {                w.lock();//锁住Worker                //判断如果以后的线程池状态是stop 并且检测以后线程的中断状态如果是false 就帮忙以后线程执行中断调用interrupt()                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||                     (Thread.interrupted() &&                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&                    !wt.isInterrupted())                    wt.interrupt();                try {                    beforeExecute(wt, task);//执行工作的前置Action                    Throwable thrown = null;                    try {                        task.run();//执行最终的Runnable工作                     } 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);///执行工作的后置Action                    }                } finally {                    task = null;                    w.completedTasks++;//Worker实现的工作+1                    w.unlock();//开释锁                }            }            completedAbruptly = false;        } finally {            processWorkerExit(w, completedAbruptly);//Worker执行完结后退出        }    }

RunWorker办法是整个线程池运行工作的外围办法，线程会应用While循环一直的从阻塞队里外面去获取工作，而后去执行工作，如果阻塞队列外面没有工作，这个时候
getTask() 办法就会阻塞线程，直至新工作的到来，所以咱们在做单元测试的时候，用到线程池，如果你不调用Shutdown 办法，你的debug 小红点就始终在运行，就是这个起因！

getTask

这个办法就是从阻塞队列中取获取工作

 private Runnable getTask() {        boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?        for (;;) {            int c = ctl.get();            int rs = runStateOf(c);            //判断线程池的状态如果是SHUTDOWN并且队列为空 或者间接状态就是null 就不会从阻塞队列中 取出工作 间接返回null            if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {                decrementWorkerCount();                return null;            }            int wc = workerCountOf(c);                        //timed 就是用来管制 获取阻塞队列中的工作 是否有等待时间，咱们设置的keepAliveTime值就会在这边用到，如果一个工作线程在期待工作超过了设置的值就会退出期待，回收线程            boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;            if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))                && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {                if (compareAndDecrementWorkerCount(c))//工作线程数减1                    return null;                continue;            }            try {                Runnable r = timed ?                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :                    workQueue.take();// 获取工作                if (r != null)                    return r;                timedOut = true;//设置期待超时标记 应该在自旋中，下次判断会用到此值            } catch (InterruptedException retry) {                timedOut = false;            }        }    }

咱们都晓得当咱们调用shutdown的时候线程池状态是ShUTDOWN,调用shutdownnow的时候线程状态是Stop，那么这2种状态是怎么解决阻塞队列外面的工作的呢，看了上文咱们应该能找到答案，当状态是stop的时候，咱们获取队列中的工作是间接返回的null的也就是说队列中的工作不会在执行了，然而当状态是shutdown的时候只有队列为空的时候才会返回null，也就是队列不空还是能够获取队列中的工作的，这种问题在面试题中经常出现，如果要正在晓得答案，还是要通过从源码中去真正了解，光是被答案我置信你很快还是会遗记的！

submit

把握了execute办法在看submit办法其实就很简略了，submit个别是用于增加带返回值的工作，咱们看下代码

 public Future<?> submit(Runnable task) {        if (task == null) throw new NullPointerException();        RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);//将Runnable 包装成FutureTask工作 去让线程执行        execute(ftask);        return ftask;    }    public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) {        if (task == null) throw new NullPointerException();        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task, result);//将Runnable 包装成FutureTask工作 去让线程执行        execute(ftask);        return ftask;    }    public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {        if (task == null) throw new NullPointerException();        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);        execute(ftask);        return ftask;    }        protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {        return new FutureTask<T>(runnable, value);    }    protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {        return new FutureTask<T>(callable);    }

看到这边的代码，应该有点儿相熟的滋味，应该上篇文章聊FutureTask的时候很多曾经将过了，包含Runnable和Callable怎么转换的，Future是怎么获取返回值的?
不分明的小伙伴能够去看下我之前的文章！https://blog.csdn.net/zxlp520...

下面三个构造函数，就是对应着FutureTask的构造函数，说白了就是咱们应用execute的时候都是用FutureTask去传入的，因为FutureTask也是实现了Runable接口的

执行流程图

最初用一张流程图，来形容下一个工作从增加到运行完结，经验了哪些办法！

总结

ThreadPoolExecutor 尽管外面执行办法很多，然而你如果把握了常见的逻辑运算符，AQS，线程，FutureTask 等相干常识的根底前提下去看源码，也不会那么的累。最初我画的流程图，就是一个工作在新增到线程池中执行的整个流程！

最初分享下最近看到的一段话：
什么是危机？

真正的危机，来源于在正确的工夫做不正确的事。没有在正确的工夫，为下一步做出积攒，这才是危机的本源。

如果你正在这条成长路上的敌人，晚醒不如早醒，这就是我想说的。千万别等到中年才发现自己没有建设好本人的护城河，这个时候才晓得致力。在本人致力的阶段，不仅不致力反了抉择了放纵本人，这才是危机的本源。

心愿大家会有所播种，不负时光，不负卿！