前言在多线程编程中，给每个任务分配一个线程是不现实的，线程创建的开销和资源消耗都非常高。线程池应运而生，成为我们管理线程的利器。Java通过Executor接口，提供了一种标准的方法将任务提交过程与执行过程解耦，使用Runnable来表示任务。接下来我们来分析一下Java线程池框架ThreadPoolExecutor的实现。下面分析基于JDK1.7生命周期ThreadPoolExecutor，使用CAPACITY的高3位表示运行状态，分别是：RUNNING：接收新任务，处理任务队列中的任务SHUTDOWN：不接收新任务，但是处理任务队列任务STOP：不接收新任务，不从任务队列中出来，同时中断所有正在进行的任务TIDYING：所有任务已经终止，工作线程数为0，达到此状态时将执行terminated()。TERMINATED：terminated()被执行状态转换图ThreadPoolExecutor使用原子类来表示状态位privatefinalAtomicIntegerctl=newAtomicInteger(ctlOf(RUNNING,0));线程池模型核心参数corePoolSize：最小存活工作线程数（如果设置了allowCoreThreadTimeOut，则该值为0）maximumPoolSize：最大线程数，受CAPACITY限制keepAliveTime：对应线程的存活时间，时间单位由TimeUnit指定workQueue：工作队列，存放待执行的任务最大容量：CAPACITY中的前三位作为标志位，也就是说worker线程的最大容量为(2^29)-1四种模型CachedThreadPool：可缓存的线程池，如果线程池当前大小超过需求处理时，空闲线程将被回收。当需求增加时，可以添加新的线程。线程池的大小没有限制。FixedThreadPool：固定大小的线程池。提交任务时，会创建一个线程，直到达到线程池的最大数量。这时候线程池的大小就不会再变化了。SingleThreadPool：单线程线程池，只有一个工作线程执行任务，可以保证任务按照队列中的顺序串行执行。如果线程异常结束，则会创建一个新的线程来执行任务。ScheduledThreadPool：固定大小的线程池，以延迟或定时的方式执行任务，类似于Timer。执行任务执行的核心逻辑：当前线程数=corePoolSize，任务成功加入workqueue检查线程池当前状态是否为RUNNING如果不是，则拒绝该任务。如果是，则判断当前线程数是否为0，如果为0，则添加工作线程。开启普通线程执行任务addWorker(command,false)，开启失败则拒绝任务。从上面的分析，我们可以总结出线程池运行的四个阶段：poolSizeworkers=newHashSet();核心函数runWorker就是下面的简化逻辑，注意：每个工作线程的运行都执行如下函数finalvoidrunWorker(Workerw){Threadwt=Thread.currentThread();可运行任务=w.firstTask;w.firstTask=null;while(task!=null||(task=getTask())!=null){w.锁（）;执行前（重量，任务）；任务.run();执行后（任务，抛出）；w.解锁（）；}processWorkerExit(w,completedAbruptly);}从getTask()中获取任务并锁定worker执行beforeExecute(wt,task)，这是ThreadPoolExecutor提供给子类运行任务的扩展方法。如果worker配置了第一个任务，它将首先执行第一个任务，并且只执行一次。执行后执行（任务，抛出）；解锁worker如果获取到的任务为null，则关闭worker获取任务。getTask线程池内部的任务队列是一个阻塞队列，具体实现在构造时传入。privatefinalBlockingQueue工作队列；getTask()从任务队列中获取任务，支持阻塞和等待超时任务，四种情况都会导致返回null，让worker关闭。现有线程数超过最大线程数。线程池处于STOP状态。线程池处于SHUTDOWN状态，工作队列为空。等待任务的线程超时，线程数超过保留线程数。核心逻辑：根据定时任务在阻塞队列上等待超时或阻塞，等待任务超时会导致工作线程被关闭。定时=allowCoreThreadTimeOut||wc>corePoolSize;Runnabler=timed?workQueue.poll(keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS):workQueue.take();等待任务在以下两种情况下会超时：允许核心线程等待超时，即allowCoreThreadTimeOut(true)当前线程为普通线程。此时wc>corePoolSize工作队列使用的是BlockingQueue，这里不展开，后面会写详细分析。总结ThreadPoolExecutor基于生产者-消费者模型。提交任务的操作相当于生产者，执行任务的线程相当于消费者。Executors提供了四种基于ThreadPoolExecutor构建线程池模型的方法。另外，我们可以直接继承ThreadPoolExecutor，重写beforeExecute和afterExecute方法来自定义线程池任务执行流程。使用有界队列还是无界队列需要根据具体情况来考虑。工作队列的大小和线程的数量也需要仔细考虑。建议使用CallerRunsPolicy作为拒绝策略。该策略不会放弃任务或抛出异常，而是将任务回滚到调用线程执行。
