线程池的实现原理

当提交一个任务时，线程池的处理流程如下

很清晰的一幅图，简洁明了

我们提交一个任务到线程池时，线程池首先判断当前核心线程池是否已满，如果没有满的话，那么就直接创建一个新的线程来执行任务；如果核心线程池已满的话那么就去判断队列是否已满；
如果工作队列没有满的话，那么就将这个任务存储到工作队列中进行等待；如果没满的话，那么就去判断线程池是否已满；
如果线程池没有满的话，同样创建一个新的线程去执行任务；相反，如果线程池满的话那么就去按照饱和策略处理无法执行的任务。

ThreadPoolExcutor执行excute()方法的示意图

ThreadPoolExcute执行excute方法分下面四种情况：

如果当前运行的线程少于corePoolSize，则创建新线程来执行任务（注意，执行这一步需要获取全局锁）；
如果运行的线程等于corePoolSize，则将任务加入BlockingQueue；
如果无法将任务加入BlockingQueue（队列已满），则创建新的线程来处理任务（同上，执行这一步需要获取全局锁）；
如果创建新线程将使当前运行的线程超出maximumPoolSize，任务将被拒绝，并且调用RejectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法

ThreadPoolExecutor采取上述步骤的总体设计思路，是为了在执行execute()方法时，尽可能地避免获取全局锁（那将回事一个严重的可伸缩瓶颈）。在ThreadPoolExecutor完成预热之后（当前运行的线程数大于等于corePoolSize），几乎所有的execute()方法调用都是执行步骤2，而步骤2不需要获取全局锁。

源码分析

  public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();int c = ctl.get();/***  如果运行的线程小于corePoolSize，则尝试用给定的命令作为第一个任务启动一个新线程。*  对addWorker的调用原子性地检查runState和workerCount，因此可以通过返回false来防止错误警报，因为错误警报会在不应该添加线程的时候添加线程。*/if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true))return;c = ctl.get();}// 线程池处于RUNNING状态，并将任务放入workQueue队列if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();// 需要再次检查是否应该添加一个线程(因为自上次检查以来已有的线程已经死亡)，或者池在进入这个方法后关闭。if (! isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);// 重新检查状态，如果必要的话，如果停止，则回滚队列;如果没有，则启动一个新线程。else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}// 如果队列满了，则尝试添加新线程。如果它失败了，则执行线程池的饱和策略。else if (!addWorker(command, false))reject(command);}

工作线程：线程池创建线程时，会将线程粉装成工作线程Worker，Worker在执行完任务后，还会循环获取工作队列里的任务来执行。我们可以从Worker类的run()方法里看到。

public void run(){try{Runnable task = firstTask;firstTask = null;while(task != null || (task = getTask()) != null){runTask(task);task = null;}} finally {workerDone(this);}
}

ThreadPoolExecutor中线程执行任务的示意图如图

线程池中的线程执行任务分两种情况，如下：

在execute()方法中创建一个线程时，会让这个线程执行当前任务；
这个线程执行完图中1的任务后，会反复从BlockingQueue获取任务来执行。

————《Java并发编程的艺术》方腾飞魏鹏程晓明著

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