疑问

1. 线程池中的线程是如何实现一个线程执行多个任务的？

2. 构造线程池时为何要用阻塞队列作为参数，非阻塞队列不行吗？

线程池的几个重要参数

• corePoolSize 是线程池的核心线程数，通常线程池会维持这个线程数

• maximumPoolSize 是线程池所能维持的最大线程数

• keepAliveTime 和 unit 则分别是超额线程的空闲存活时间数和时间单位

• workQueue 是提交任务到线程池的入队列

• threadFactory 是线程池创建新线程的线程构造器

• handler 是当线程池不能接受提交任务的时候的处理策略

线程池处理任务一般流程

1. 如果当前线程池中的线程数目小于corePoolSize，则每来一个任务，就会创建一个线程去执行这个任务；

2. 如果当前线程池中的线程数目>=corePoolSize，则每来一个任务，会尝试将其添加到任务缓存队列当中，若添加成功，则该任务会等待空闲线程将其取出去执行；若添加失败（一般来说是任务缓存队列已满），则会尝试创建新的线程去执行这个任务；

3. 如果当前线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，则会采取任务拒绝策略进行处理；

4. 如果线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止，直至线程池中的线程数目不大于corePoolSize；如果允许为核心池中的线程设置存活时间，那么核心池中的线程空闲时间超过keepAliveTime，线程也会被终止。

分析

addIfUnderPoolSize

以最简单的poolSize<corePoolSize的情况来分析好了，下面是关键代码

private boolean addIfUnderCorePoolSize(Runnable firstTask) {
Thread t = null;final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
mainLock.lock();try {    if (poolSize < corePoolSize && runState == RUNNING)t = addThread(firstTask);        //创建线程去执行firstTask任务   } finally {mainLock.unlock();
}if (t == null)    return false;
t.start();return true;
}

addThread

看见了熟悉的t.start();，但是有一个问题,任务执行完线程就应该被销毁才对，为什么线程池里的线程能够做到执行多个任务呢？ t = addThread(firstTask); 里肯定大有名堂。

private Thread addThread(Runnable firstTask) {
Worker w = new Worker(firstTask);
Thread t = threadFactory.newThread(w);  //创建一个线程，执行任务   if (t != null) {w.thread = t;            //将创建的线程的引用赋值为w的成员变量       workers.add(w);    int nt = ++poolSize;     //当前线程数加1       if (nt > largestPoolSize)largestPoolSize = nt;
}return t;
}

Worker

上面的代码中出现了Worker这个类，来看看Worker的结构：

private final class Worker implements Runnable {private final ReentrantLock runLock = new ReentrantLock();private Runnable firstTask;volatile long completedTasks;Thread thread;Worker(Runnable firstTask) {this.firstTask = firstTask;}boolean isActive() {return runLock.isLocked();}void interruptIfIdle() {final ReentrantLock runLock = this.runLock;if (runLock.tryLock()) {try {if (thread != Thread.currentThread())thread.interrupt();} finally {runLock.unlock();}}}void interruptNow() {thread.interrupt();}private void runTask(Runnable task) {final ReentrantLock runLock = this.runLock;runLock.lock();try {if (runState < STOP &&Thread.interrupted() &&runState >= STOP)boolean ran = false;beforeExecute(thread, task);   //beforeExecute方法是ThreadPoolExecutor类的一个方法，没有具体实现，用户可以根据//自己需要重载这个方法和后面的afterExecute方法来进行一些统计信息，比如某个任务的执行时间等           try {task.run();ran = true;afterExecute(task, null);++completedTasks;} catch (RuntimeException ex) {if (!ran)afterExecute(task, ex);throw ex;}} finally {runLock.unlock();}}public void run() {try {Runnable task = firstTask;firstTask = null;while (task != null || (task = getTask()) != null) {runTask(task);task = null;}} finally {workerDone(this);   //当任务队列中没有任务时，进行清理工作       }}
}

关于Worker这个类，有几点需要注意：

1. Worker实现了runnable接口，能作为实例化thread的参数存在，thread.start()后执行的其实是Worker的run()方法

2. 在Worker的run()方法中，有一段代码非常关键

   while (task != null || (task = getTask()) != null) {runTask(task);task = null;}

   task!=nulll好理解，task = getTask()) != null又是什么意思呢？不罗嗦，继续跟代码

Runnable getTask() {for (;;) {try {int state = runState;if (state > SHUTDOWN)return null;Runnable r;if (state == SHUTDOWN)  // Help drain queuer = workQueue.poll();else if (poolSize > corePoolSize || allowCoreThreadTimeOut) //如果线程数大于核心池大小或者允许为核心池线程设置空闲时间，//则通过poll取任务，若等待一定的时间取不到任务，则返回nullr = workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS);elser = workQueue.take();if (r != null)return r;if (workerCanExit()) {    //如果没取到任务，即r为null，则判断当前的worker是否可以退出if (runState >= SHUTDOWN) // Wake up othersinterruptIdleWorkers();   //中断处于空闲状态的workerreturn null;}// Else retry} catch (InterruptedException ie) {// On interruption, re-check runState}}
}

workQueue

workQueue是BlockingQueue的一个实例，而BlockingQueue的take()方法当队列为空时会使当前线程发生阻塞
getTask()的功能就是去缓存队列获取任务，如果缓存队列为空，则处于等待状态，否则拿到task回去执行runTask()方法，在runTask()方法里执行我们丢给线程池的任务的run()方法完成任务【兜了这么一大圈子】
通过while循环使这个过程不断进行

 while (task != null || (task = getTask()) != null) {runTask(task);task = null;}

总结

其实把整个流程梳理一遍就是，将要执行的任务封装进Worker对象中，Worker实现Runnable接口重写run()方法实现不断获取新任务（不管是直接获得还是来自缓存队列）的逻辑，将Worker作为参数实例化Thread对象，这样在开启线程后Worker的run方法就被间接调用了。至此，第一个问题就解决了。至于第二个问题，如果熟悉生产者消费者模式的话也不难理解。

参考资料：

• Java并发编程：线程池的使用

• ThreadPoolExecutor的应用和实现分析