万字长文阿粉带你解析 ThreadPoolExecutor（二）-阿里云开发者社区

addWorker

从上面能够看出来，主要是 addWorker 方法

addWorker 主要是用来创建核心线程的，它主要的实现逻辑是:

判断线程数量有没有超过规定的数量，如果超过了就返回 false
如果没有超过，就会创建 worker 对象，并初始化一个 Thread 对象，然后启动这个线程对象

接下来瞅瞅源码:

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
    retry:
    for (;;) {
        int c = ctl.get();
        int rs = runStateOf(c);
        // Check if queue empty only if necessary.
  // 线程池状态 >= SHUTDOWN 时,不再接受新的任务,直接返回 false
  // 如果 rs == SHUTDOWN && firstTask == null && ! workQueue.isEmpty() 同样不接受新的任务,返回 false
        if (rs >= SHUTDOWN &&
            ! (rs == SHUTDOWN &&
                firstTask == null &&
                ! workQueue.isEmpty()))
            return false;
        for (;;) {
            int wc = workerCountOf(c);
   // wc >= CAPACITY 说明线程数不够,所以就返回 false
   // wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize) 是在做判断
    // 如果 core 为 true ,说明要创建的线程是核心线程,接下来判断 wc 是否大于 核心线程数 ,如果大于返回 false
    // 如果 core 为 false ,说明要创建的线程是非核心线程,接下来判断 wc 是否大于 最大线程数 ,如果大于返回 false
            if (wc >= CAPACITY ||
                wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
                return false;
   // CAS 操作增加 workerCount 的值,如果成功跳出循环
            if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
                break retry;
            c = ctl.get();  // Re-read ctl
   // 判断线程池状态有没有变化,如果有变化,则重试
            if (runStateOf(c) != rs)
                continue retry;
            // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
        }
    }
 // workerCount 增加成功之后开始走下面的代码
    boolean workerStarted = false;
    boolean workerAdded = false;
    Worker w = null;
    try {
  // 创建一个 worker 对象
        w = new Worker(firstTask);
  // 实例化一个 Thread 对象
        final Thread t = w.thread;
        if (t != null) {
   // 接下来的操作需要加锁进行
            final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
            mainLock.lock();
            try {
                // Recheck while holding lock.
                // Back out on ThreadFactory failure or if
                // shut down before lock acquired.
                int rs = runStateOf(ctl.get());
                if (rs < SHUTDOWN ||
                    (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
                    if (t.isAlive()) // precheck that t is startable
                        throw new IllegalThreadStateException();
     // 将任务线程添加到线程池中
                    workers.add(w);
                    int s = workers.size();
                    if (s > largestPoolSize)
                        largestPoolSize = s;
                    workerAdded = true;
                }
            } finally {
                mainLock.unlock();
            }
            if (workerAdded) {
    // 启动任务线程,开始执行任务
                t.start();
                workerStarted = true;
            }
        }
    } finally {
        if (! workerStarted)
   // 如果任务线程启动失败调用 addWorkerFailed 
   // addWorkerFailed 方法里面主要做了两件事:将该线程从线程池中移除;将 workerCount 的值减 1
            addWorkerFailed(w);
    }
    return workerStarted;
}

Worker 类

在 addWorker 中，主要是由 Worker 类去做一些相应处理， worker 继承 AQS ，实现 Runnable 接口

线程池维护的是 HashSet，一个由 worker 对象组成的 HashSet

private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();

worker 继承 AQS 主要是利用 AQS 独占锁机制，来标识线程是否空闲；另外， worker 还实现了 Runnable 接口，所以它本身就是一个线程任务，在构造方法中创建了一个线程，线程的任务就是自己 this。thread = getThreadFactory().newThread(this);

咱们瞅瞅里面的源码:

private final class Worker
        extends AbstractQueuedSynchronizer
        implements Runnable
    {
        /**
         * This class will never be serialized, but we provide a
         * serialVersionUID to suppress a javac warning.
         */
        private static final long serialVersionUID = 6138294804551838833L;
        // 处理任务的线程
        final Thread thread;
        // worker 传入的任务
        Runnable firstTask;
        /** Per-thread task counter */
        volatile long completedTasks;
        /**
         * Creates with given first task and thread from ThreadFactory.
         * @param firstTask the first task (null if none)
         */
        Worker(Runnable firstTask) {
         // 将 state 设为 -1 ,避免 worker 在执行前被中断
            setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
            this.firstTask = firstTask;
   // 创建一个线程,来执行任务
            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) {
                }
            }
        }
    }

runWorker

worker 类在执行 run 方法时，实际上调用的是 runWorker 方法

final void runWorker(Worker w) {
        Thread wt = Thread.currentThread();
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        // 允许中断
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
         // 判断 task 是否为空,如果不为空直接执行
         // 如果 task 为空,调用 getTask() 方法,从 workQueue 中取出新的 task 执行
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
             // 加锁,防止被其他线程中断
                w.lock();
                // If pool is stopping, ensure thread is interrupted;
                // if not, ensure thread is not interrupted.  This
                // requires a recheck in second case to deal with
                // shutdownNow race while clearing interrupt
                // 检查线程池的状态,如果线程池处于 stop 状态,则需要中断当前线程
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
                 // 执行 beforeExecute 
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
                     // 执行任务
                        task.run();
                    } catch (RuntimeException x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Error x) {
                        thrown = x; throw x;
                    } catch (Throwable x) {
                        thrown = x; throw new Error(x);
                    } finally {
                     // 执行 afterExecute 方法
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                 // 将 task 设置为 null ,循环操作
                    task = null;
                    w.completedTasks++;
                    // 释放锁
                    w.unlock();
                }
            }
            completedAbruptly = false;
        } finally {
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        }
    }

在 runWorker 方法中，首先会去执行创建这个 worker 时就有的任务，当执行完这个任务之后， worker 并不会被销毁，而是在 while 循环中， worker 会不断的调用 getTask 方法从阻塞队列中获取任务然后调用 task。run() 来执行任务，这样就达到了复用线程的目的。通过循环条件 while (task != null || (task = getTask()) != null) 可以看出，只要 getTask 方法返回值不为 null ，就会一直循环下去，这个线程也就会一直在执行，从而达到了线程复用的目的

getTask

咱们来看看 getTask 方法的实现:

private Runnable getTask() {
        boolean timedOut = false; // Did the last poll() time out?
        for (;;) {
            int c = ctl.get();
            int rs = runStateOf(c);
            // Check if queue empty only if necessary.
            if (rs >= SHUTDOWN && (rs >= STOP || workQueue.isEmpty())) {
                decrementWorkerCount();
                return null;
            }
            int wc = workerCountOf(c);
            // Are workers subject to culling?
            // allowCoreThreadTimeOut 变量默认为 false ,也就是核心线程就算是空闲也不会被销毁
            // 如果为 true ,核心线程在 keepAliveTime 内是空闲的,就会被销毁
            boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
            // 如果运行线程数大于最大线程数,但是缓存队列已经空了,此时递减 worker 数量
            // 如果有设置允许线程超时或者线程数量超过了核心线程数量,并且线程在规定时间内没有 poll 到任务并且队列为空,此时也递减 worker 数量
            if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
                && (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
                if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
                    return null;
                continue;
            }
            try {
                // 如果 timed 为 true ,会调用 workQueue 的 poll 方法
                 // 超时时间为 keepAliveTime ,如果超过 keepAliveTime 时长的话, poll 就会返回 null 
                 // 如果返回为 null ,在 runWorker 中 
                 // while (task != null || (task = getTask()) != null) 循环条件被打破,从而跳出循环,此时线程执行完毕
                // 如果 timed 为 false ( allowCoreThreadTimeOut 为 false ,并且 wc > corePoolSize 为 false )
                 // 会调用 workQueue 的 take 方法阻塞到当前
                 // 当队列中有任务加入时,线程被唤醒, take 方法返回任务,开始执行
                Runnable r = timed ?
                    workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
                    workQueue.take();
                if (r != null)
                    return r;
                timedOut = true;
            } catch (InterruptedException retry) {
                timedOut = false;
            }
        }
    }

源码分析到这里就差不多清楚了

线程复用主要体现在 runWorker 方法中的 while 循环中，在 while 循环里面， worker 会不断的调用 getTask 方法，而在 getTask 方法里，如果任务队列中没有了任务，此时如果线程是核心线程则会一直卡在 workQueue。take 方法，这个时候会被阻塞并挂起，不会占用 CPU 资源，直到拿到任务然后返回 true ，此时 runWorker 中得到这个任务来继续执行任务，从而实现了线程复用

呦，没想到吧，一不小心就看完了