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[并发编程] - Executor框架#ThreadPoolExecutor源码解读02
说了一堆结论性的东西，作为开发人员着实是不过瘾，那这里我们就来剖根问底来看下线程池是如何工作的。

execute源码分析

        ThreadPoolExecutor te = new ThreadPoolExecutor(5,10,500,TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue(5));for (int i = 0; i < 6; i++) {te.submit(()->{System.out.println("i m task ："+Thread.currentThread().getName());});}

使用ThreadPoolExecutor 自定义了一个线程池

参数对应如下

int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue

调用了 AbstractExecutorService#submit

   public Future<?> submit(Runnable task) {if (task == null) throw new NullPointerException();RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);execute(ftask);return ftask;}

最核心的方法 execute ，由子类ThredPoolExecutor实现

 public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();/** clt记录着runState和workerCount*/int c = ctl.get();/** workerCountOf方法取出低29位的值，表示当前活动的线程数；* 如果当前活动线程数小于corePoolSize，则新建一个线程放从入线程池中；* 并把任务添加到该线程中。*/if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {/** addWorker中的第二个参数表示限制添加线程的数量是根据corePoolSize来判断还是maximumPoolSize来判断；* 如果为true，根据corePoolSize来判断；* 如果为false，则根据maximumPoolSize来判断*/if (addWorker(command, true))return;/** 如果添加失败，则重新获取ctl值*/c = ctl.get();}/** 如果当前线程池是运行状态并且任务添加到队列成功*/if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {// 重新获取ctl值int recheck = ctl.get();// 再次判断线程池的运行状态，如果不是运行状态，由于之前已经把command添加到workQueue中了，// 这时需要移除该command// 执行过后通过handler使用拒绝策略对该任务进行处理，整个方法返回if (! isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);/** 获取线程池中的有效线程数，如果数量是0，则执行addWorker方法* 这里传入的参数表示：* 1. 第一个参数为null，表示在线程池中创建一个线程，但不去启动；* 2. 第二个参数为false，将线程池的有限线程数量的上限设置为maximumPoolSize，添加线程时根据maximumPoolSize来判断；* 如果判断workerCount大于0，则直接返回，在workQueue中新增的command会在将来的某个时刻被执行。*/else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}/** 如果执行到这里，有两种情况：* 1. 线程池已经不是RUNNING状态；* 2. 线程池是RUNNING状态，但workerCount >= corePoolSize并且workQueue已满。* 这时，再次调用addWorker方法，但第二个参数传入为false，将线程池的有限线程数量的上限设置为maximumPoolSize；* 如果失败则拒绝该任务*/else if (!addWorker(command, false))reject(command);
}

主要的流程，注释中也写的很清楚了

     /** 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.*/

简单来说，在执行execute()方法时如果状态一直是RUNNING时，的执行过程如下：

如果workerCount < corePoolSize，则创建并启动一个线程来执行新提交的任务；
如果workerCount >= corePoolSize，且线程池内的阻塞队列未满，则将任务添加到该阻塞队列中；
如果workerCount >= corePoolSize && workerCount < maximumPoolSize，且线程池内的阻塞队列已满，则创建并启动一个线程来执行新提交的任务；
如果workerCount >= maximumPoolSize，并且线程池内的阻塞队列已满, 则根据拒绝策略来处理该任务, 默认的处理方式是直接抛异常。

Note : 这里要注意一下addWorker(null, false);，也就是创建一个线程，但并没有传入任务，因为任务已经被添加到workQueue中了，所以worker在执行的时候，会直接从workQueue中获取任务。所以，在workerCountOf(recheck) == 0时执行addWorker(null, false);也是为了保证线程池在RUNNING状态下必须要有一个线程来执行任务。

addWorker()解读

 private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {}

addWorker方法的主要工作是在线程池中创建一个新的线程并执行，

firstTask参数用于指定新增的线程执行的第一个任务，
core参数为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

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {retry:for (;;) {int c = ctl.get();// 获取运行状态int rs = runStateOf(c);/** 这个if判断* 如果rs >= SHUTDOWN，则表示此时不再接收新任务；* 接着判断以下3个条件，只要有1个不满足，则返回false：* 1. rs == SHUTDOWN，这时表示关闭状态，不再接受新提交的任务，但却可以继续处理阻塞队列中已保存的任务* 2. firsTask为空* 3. 阻塞队列不为空* * 首先考虑rs == SHUTDOWN的情况* 这种情况下不会接受新提交的任务，所以在firstTask不为空的时候会返回false；* 然后，如果firstTask为空，并且workQueue也为空，则返回false，* 因为队列中已经没有任务了，不需要再添加线程了*/// Check if queue empty only if necessary.if (rs >= SHUTDOWN &&! (rs == SHUTDOWN &&firstTask == null &&! workQueue.isEmpty()))return false;for (;;) {// 获取线程数int wc = workerCountOf(c);// 如果wc超过CAPACITY，也就是ctl的低29位的最大值（二进制是29个1），返回false；// 这里的core是addWorker方法的第二个参数，如果为true表示根据corePoolSize来比较，// 如果为false则根据maximumPoolSize来比较。// if (wc >= CAPACITY ||wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))return false;// 尝试增加workerCount，如果成功，则跳出第一个for循环if (compareAndIncrementWorkerCount(c))break retry;// 如果增加workerCount失败，则重新获取ctl的值c = ctl.get();  // Re-read ctl// 如果当前的运行状态不等于rs，说明状态已被改变，返回第一个for循环继续执行if (runStateOf(c) != rs)continue retry;// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop}}boolean workerStarted = false;boolean workerAdded = false;Worker w = null;try {// 根据firstTask来创建Worker对象w = new Worker(firstTask);// 每一个Worker对象都会创建一个线程final Thread t = w.thread;if (t != null) {final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;mainLock.lock();try {int rs = runStateOf(ctl.get());// rs < SHUTDOWN表示是RUNNING状态；// 如果rs是RUNNING状态或者rs是SHUTDOWN状态并且firstTask为null，向线程池中添加线程。// 因为在SHUTDOWN时不会在添加新的任务，但还是会执行workQueue中的任务if (rs < SHUTDOWN ||(rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {if (t.isAlive()) // precheck that t is startablethrow new IllegalThreadStateException();// workers是一个HashSetworkers.add(w);int s = workers.size();// largestPoolSize记录着线程池中出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t.start();workerStarted = true;}}} finally {if (! workerStarted)addWorkerFailed(w);}return workerStarted;
}

Worker解读

addWorker中多次提到了这个Work这个类，其实就是 线程池中的每一个线程被封装成一个Worker对象，ThreadPool维护的其实就是一组Worker对象

ThreadPoolExector中内部类 Worker

private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer  implements Runnable{private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;final Thread thread;Runnable firstTask;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 runWorkerthis.firstTask = firstTask;this.thread = getThreadFactory().newThread(this);}/** Delegates main run loop to outer runWorker  */public void run() {runWorker(this);}// Lock methods//// The value 0 represents the unlocked state.// The value 1 represents the locked state.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) {}}}}

继承了AQS，并实现了Runnable接口，
两个比较重要的属性

firstTask用它来保存传入的任务；
thread是在调用构造方法时通过ThreadFactory来创建的线程，是用来处理任务的线程。

在调用构造方法时，需要把任务传入，这里通过getThreadFactory().newThread(this);来新建一个线程，newThread方法传入的参数是this，因为Worker本身继承了Runnable接口，也就是一个线程，所以一个Worker对象在启动的时候会调用Worker类中的run方法。

Worker继承了AQS，使用AQS来实现独占锁的功能。为什么不使用ReentrantLock来实现呢？可以看到tryAcquire方法，它是不允许重入的，而ReentrantLock是允许重入的

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