摘要：对于线程池的外围类ThreadPoolExecutor来说，有哪些重要的属性和外部类为线程池的正确运行提供重要的保障呢？
本文分享自华为云社区《【高并发】通过源码深度解析ThreadPoolExecutor类是如何保障线程池正确运行的》，作者： 冰 河 。
对于线程池的外围类ThreadPoolExecutor来说，有哪些重要的属性和外部类为线程池的正确运行提供重要的保障呢？明天咱们就一起来深入探讨下这些问题！！
ThreadPoolExecutor类中的重要属性
在ThreadPoolExecutor类中，存在几个十分重要的属性和办法，接下来，咱们就介绍下这些重要的属性和办法。
ctl相干的属性
AtomicInteger类型的常量ctl是贯通线程池整个生命周期的重要属性，它是一个原子类对象，次要用来保留线程的数量和线程池的状态，咱们看下与这个属性相干的代码如下所示。
//次要用来保留线程数量和线程池的状态，高3位保留线程状态，低29位保留线程数量private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));//线程池中线程的数量的位数（32-3）private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;//示意线程池中的最大线程数量//将数字1的二进制值向右移29位，再减去1private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;//线程池的运行状态private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;//获取线程状态private static int runStateOf(int c) { return c & ~CAPACITY; }//获取线程数量private static int workerCountOf(int c) { return c & CAPACITY; }private static int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }private static boolean runStateLessThan(int c, int s) { return c < s;}private static boolean runStateAtLeast(int c, int s) { return c >= s;}private static boolean isRunning(int c) { return c < SHUTDOWN;}private boolean compareAndIncrementWorkerCount(int expect) { return ctl.compareAndSet(expect, expect + 1);}private boolean compareAndDecrementWorkerCount(int expect) { return ctl.compareAndSet(expect, expect - 1);}private void decrementWorkerCount() { do {} while (! compareAndDecrementWorkerCount(ctl.get()));}对于线程池的各状态阐明如下所示。
• RUNNING:运行状态，能接管新提交的工作，并且也能解决阻塞队列中的工作
• SHUTDOWN: 敞开状态，不能再接管新提交的工作，然而能够解决阻塞队列中曾经保留的工作，当线程池处于RUNNING状态时，调用shutdown()办法会使线程池进入该状态
• STOP: 不能接管新工作，也不能解决阻塞队列中曾经保留的工作，会中断正在解决工作的线程，如果线程池处于RUNNING或SHUTDOWN状态，调用shutdownNow()办法，会使线程池进入该状态
• TIDYING: 如果所有的工作都曾经终止，无效线程数为0（阻塞队列为空，线程池中的工作线程数量为0），线程池就会进入该状态。
• TERMINATED: 处于TIDYING状态的线程池调用terminated ()办法，会应用线程池进入该状态
也能够依照ThreadPoolExecutor类的，将线程池的各状态之间的转化总结成如下图所示。
• RUNNING -> SHUTDOWN：显式调用shutdown()办法, 或者隐式调用了finalize()办法
• (RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP：显式调用shutdownNow()办法
• SHUTDOWN -> TIDYING：当线程池和工作队列都为空的时候
• STOP -> TIDYING：当线程池为空的时候
• TIDYING -> TERMINATED：当 terminated() hook 办法执行实现时候
其余重要属性
除了ctl相干的属性外，ThreadPoolExecutor类中其余一些重要的属性如下所示。
//用于寄存工作的阻塞队列 private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;//可重入锁private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock();//寄存线程池中线程的汇合，拜访这个汇合时，必须取得mainLock锁private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();//在锁外部阻塞期待条件实现private final Condition termination = mainLock.newCondition();//线程工厂，以此来创立新线程private volatile ThreadFactory threadFactory;//回绝策略private volatile RejectedExecutionHandler handler;//默认的回绝策略private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy();ThreadPoolExecutor类中的重要外部类
在ThreadPoolExecutor类中存在对于线程池的执行至关重要的外部类，Worker外部类和回绝策略外部类。接下来，咱们别离看这些外部类。
Worker外部类
Worker类从源代码上来看，实现了Runnable接口，阐明其本质上是一个用来执行工作的线程，接下来，咱们看下Worker类的源代码，如下所示。
private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable{ private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L; //真正执行工作的线程 final Thread thread; //第一个Runnable工作，如果在创立线程时指定了须要执行的第一个工作 //则第一个工作会寄存在此变量中，此变量也能够为null //如果为null，则线程启动后，通过getTask办法到BlockingQueue队列中获取工作 Runnable firstTask; //用于寄存此线程齐全的工作数，留神：应用了volatile关键字 volatile long completedTasks; //Worker类惟一的结构放大，传递的firstTask能够为null Worker(Runnable firstTask) { //避免在调用runWorker之前被中断 setState(-1); this.firstTask = firstTask; //应用ThreadFactory 来创立一个新的执行工作的线程 this.thread = getThreadFactory().newThread(this); } //调用内部ThreadPoolExecutor类的runWorker办法执行工作 public void run() { runWorker(this); } //是否获取到锁 //state=0示意锁未被获取 //state=1示意锁被获取 protected boolean isHeldExclusively() { return getState() != 0; } protected boolean tryAcquire(int unused) { if (compareAndSetState(0, 1)) { setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); return true; } return false; } protected boolean tryRelease(int unused) { setExclusiveOwnerThread(null); setState(0); return true; } public void lock() { acquire(1); } public boolean tryLock() { return tryAcquire(1); } public void unlock() { release(1); } public boolean isLocked() { return isHeldExclusively(); } void interruptIfStarted() { Thread t; if (getState() >= 0 && (t = thread) != null && !t.isInterrupted()) { try { t.interrupt(); } catch (SecurityException ignore) { } } }}在Worker类的构造方法中，能够看出，首先将同步状态state设置为-1，设置为-1是为了避免runWorker办法运行之前被中断。这是因为如果其余线程调用线程池的shutdownNow()办法时，如果Worker类中的state状态的值大于0，则会中断线程，如果state状态的值为-1，则不会中断线程。
Worker类实现了Runnable接口，须要重写run办法，而Worker的run办法实质上调用的是ThreadPoolExecutor类的runWorker办法，在runWorker办法中，会首先调用unlock办法，该办法会将state置为0，所以这个时候调用shutDownNow办法就会中断以后线程，而这个时候曾经进入了runWork办法，就不会在还没有执行runWorker办法的时候就中断线程。
留神：大家须要重点了解Worker类的实现。
回绝策略外部类
在线程池中，如果workQueue阻塞队列满了，并且没有闲暇的线程池，此时，持续提交工作，须要采取一种策略来解决这个工作。而线程池总共提供了四种策略，如下所示。
• 间接抛出异样，这也是默认的策略。实现类为AbortPolicy。
• 用调用者所在的线程来执行工作。实现类为CallerRunsPolicy。
• 抛弃队列中最靠前的工作并执行当前任务。实现类为DiscardOldestPolicy。
• 间接抛弃当前任务。实现类为DiscardPolicy。
在ThreadPoolExecutor类中提供了4个外部类来默认实现对应的策略，如下所示。
public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler { public CallerRunsPolicy() { } public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { if (!e.isShutdown()) { r.run(); } }}public static class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler { public AbortPolicy() { } public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() + " rejected from " + e.toString()); }}public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler { public DiscardPolicy() { } public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { }}public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler { public DiscardOldestPolicy() { } public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { if (!e.isShutdown()) { e.getQueue().poll(); e.execute(r); } }}咱们也能够通过实现RejectedExecutionHandler接口，并重写RejectedExecutionHandler接口的rejectedExecution办法来自定义回绝策略，在创立线程池时，调用ThreadPoolExecutor的构造方法，传入咱们本人写的回绝策略。
例如，自定义的回绝策略如下所示。
public class CustomPolicy implements RejectedExecutionHandler { public CustomPolicy() { } public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) { if (!e.isShutdown()) { System.out.println("应用调用者所在的线程来执行工作") r.run(); } }}应用自定义回绝策略创立线程池。
new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>(), Executors.defaultThreadFactory(),点击关注，第一工夫理解华为云陈腐技术~