本文选自 Doocs 开源社区旗下“源码猎人”项目，作者 AmyliaY。
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线程池核心组件图解
看源码之前，先了解一下该组件 最主要的几个 接口、抽象类和实现类的结构关系。
该组件中，Executor 和 ExecutorService 接口 定义了线程池最核心的几个方法，提交任务 submit ()、关闭线程池 shutdown()。抽象类 AbstractExecutorService 主要对公共行为 submit()系列方法进行了实现，这些 submit()方法 的实现使用了 模板方法模式，其中调用的 execute()方法 是未实现的 来自 Executor 接口 的方法。实现类 ThreadPoolExecutor 则对线程池进行了具体而复杂的实现。
另外还有一个常见的工具类 Executors，里面为开发者封装了一些可以直接拿来用的线程池。
源码赏析
话不多说，直接上源码。（这里只看最主要的代码部分）
Executor 和 ExecutorService 接口
public interface Executor { /** * 在将来的某个时间执行给定的 Runnable。该 Runnable 可以在新线程、池线程或调用线程中执行。 */ void execute(Runnable command);}public interface ExecutorService extends Executor { /** * 优雅关闭，该关闭会继续执行完以前提交的任务，但不再接受新任务。 */ void shutdown(); /** * 提交一个有返回值的任务，并返回该任务的 未来执行完成后的结果。 * Future的 get()方法 将在成功完成后返回任务的结果。 */ <T> Future<T> submit(Callable<T> task); <T> Future<T> submit(Runnable task, T result); Future<?> submit(Runnable task);}
AbstractExecutorService 抽象类
/** * 该抽象类最主要的内容就是，实现了 ExecutorService 中的 submit()系列方法 */public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService { /** * 提交任务 进行执行，返回获取未来结果的 Future对象。 * 这里使用了 “模板方法模式”，execute()方法来自 Executor接口，该抽象类中并未进行实现， * 而是交由子类具体实现。 */ public Future<?> submit(Runnable task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null); 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); 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; }}
ThreadPoolExecutor
public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService { /** * ************** * ** 主要属性 ** * ************** */ /** 阻塞队列 */ private final BlockingQueue<Runnable> workQueue; /** 用于创建线程的 线程工厂 */ private volatile ThreadFactory threadFactory; /** 核心线程数 */ private volatile int corePoolSize; /** 最大线程数 */ private volatile int maximumPoolSize; /** * ************** * ** 构造方法 ** * ************** */ /** 最后都使用了最后一个构造方法的实现 */ public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) { this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler); } public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory) { this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory, defaultHandler); } public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, RejectedExecutionHandler handler) { this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, Executors.defaultThreadFactory(), handler); } 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.corePoolSize = corePoolSize; this.maximumPoolSize = maximumPoolSize; this.workQueue = workQueue; this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime); this.threadFactory = threadFactory; this.handler = handler; } /** * ************** * ** 主要实现 ** * ************** */ /** 执行 Runnable任务 */ public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); /* * 分三步进行： * * 1、如果运行的线程少于 corePoolSize，尝试开启一个新的线程；否则尝试进入工作队列 * * 2. 如果工作队列没满，则进入工作队列；否则 判断是否超出最大线程数 * * 3. 如果未超出最大线程数，则尝试开启一个新的线程；否则 按饱和策略处理无法执行的任务 */ int c = ctl.get(); if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { if (addWorker(command, true)) return; c = ctl.get(); } 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); } else if (!addWorker(command, false)) reject(command); } /** * 优雅关闭，在其中执行以前提交的任务，但不接受新任务。如果已关闭，则调用没有其他效果。 */ public void shutdown() { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { checkShutdownAccess(); advanceRunState(SHUTDOWN); interruptIdleWorkers(); onShutdown(); // hook for ScheduledThreadPoolExecutor } finally { mainLock.unlock(); } tryTerminate(); }}
ThreadPoolExecutor 中的 execute()方法 执行 Runnable 任务 的流程逻辑可以用下图表示。
工具类 Executors
看类名也知道，它最主要的作用就是提供 static 的工具方法，为开发者提供各种封装好的 具有各自特性的线程池。
public class Executors { /** * 创建一个固定线程数量的线程池 */ public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); } /** * 创建一个单线程的线程池 */ public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); } /** * 创建一个缓存的，可动态伸缩的线程池。 * 可以看出来：核心线程数为0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE，如果任务数在某一瞬间暴涨， * 这个线程池很可能会把 服务器撑爆。 * 另外需要注意的是，它们底层都是使用了 ThreadPoolExecutor，只不过帮我们配好了参数 */ public static ExecutorService newCachedThreadPool() { return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); }}
全文完！
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