简介：ThreadPoolExecutor是线程池类，可以通俗的将它理解为存放一定数量线程的一个线程集合。
线程池允许若个线程同时运行，同时运行的线程数量就是线程池的容量；
当添加的到线程池中的线程超过它的容量时，会有一部分线程阻塞等待。
线程池会通过相应的调度策略和拒绝策略，对添加到线程池中的线程进行管理。
ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor作为比较常用的线程池。我们可以将其理解为一个存放一定数量线程的线程集合。
线程池允许多个线程同时运行，同时也按照构造参数内的核心参数，实现一定规则的任务执行和拒绝策略。
参数详解
workers
//Set containing all worker threads in pool. Accessed only when
holding mainLock.
//set内包含线程池内所有的工作线程，仅在持有mainLock的时候才可以进行操作
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();
workers在ThreadPoolExecutor中是一个相当重要的参数。
线程池通过wokers实现了允许多个线程同时运行。workers是HashSet类型，即它是一个装载Worker类型实例的集合。一个Worker对应一个线程，也就是说线程池通过workers包含了一个线程集合。当Worker对应的线程启动时，它会执行线程池中的任务；当执行完一个任务后，它会从线程池的阻塞队列中取出一个阻塞的任务来继续运行。
ctl的作用和线程池状态详解
/**ctl维护两个概念上的参数：runState和workCount。因为int范围是二进制的32位。
这里的ctl设计为32位的高三位作为线程池的运行状态
低29位作为工作线程的总量（一般工作线程的总量也不会超过2的29次方 - 1）
*/
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
// 用于计算runState的二进制移位数，即32 - 3 = 29
private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;
// 容量是1 << 29 - 1，即低29位用于表示最大容量（最大只能是2^29 - 1）
private static final int CAPACITY = (1 << COUNT_BITS) - 1;
// 高3位用于表示运行状态
// runState is stored in the high-order bits
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS; // 高三位为111
private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS; // 高三位为000
private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS; // 高三位为001
private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS; // 高三位为010
private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS; // 高三位为011
线程池各个状态的转换并不是随意转，各个状态的转换关系
- RUNNING -> SHUTDOWN：在调用shutdown()时，可能隐含在finalize()方法。
- RUNNING or SHUTDOWN -> STOP：调用shutdownNow()。
- SHUTDOWN -> TIDYING：当队列和线程池都是空的时。
- STOP -> TIDYING：当线程池为空时。
- TIDYING -> TERMINATED：当terminate()方法完成时
各个状态的内容详解
-
RUNNING :
状态转换：ThreadPoolExecutor在初始化的时候会默认生成RUNNING状态
private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
状态说明：当前状态可正常接受任务，处理任务； -
SHUTDOWN:
状态转换：由RUNNING调用shutdown()接口转换
状态说明：当前状态不可接受新任务，但是可以执行已接收的任务。 -
STOP:
状态转换：由RUNNING 或者 SHUTDOWN 状态调用shutdownNow()接口转换
状态说明：当前状态不可接受新任务，不处理已接收的任务，中断正在处理中的任务。 -
TIDYING:
状态转换：当 SHUTDOWN 状态下，缓存队列和执行队列都为空的情况下转成 TIDYING 执行完所有任务。 当 STOP 状态下，执行任务为空的时候转换为 TIDYING
状态说明：所有任务已中止，工作线程为0。当线程池变为TIDYING状态时，会执行钩子函数terminated()。terminated()在ThreadPoolExecutor类中是空的，若用户想在线程池变为TIDYING时，进行相应的处理；可以通过重载terminated()函数来实现。 -
TERMINATED :
状态切换：线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated()之后，就会由TIDYING转变为TERMINATED。
状态说明：线程池彻底终止，就变成TERMINATED状态。
构造方法
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.acc = System.getSecurityManager() == null ?
null :
AccessController.getContext();
this.corePoolSize = corePoolSize;
this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
this.workQueue = workQueue;
this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
this.threadFactory = threadFactory;
this.handler = handler;
}
构造方法内一共有六大核心参数
1.corePoolSize：核心线程数
2.maximumPoolSize：最大线程数
3.keepAliveTime，TimeUnit ：线程在无工作的状态下的存活时间，keepAliveTime是时间数量，TimeUnit 是时间单位
4.workQueue：缓存队列（这里会使用用到java提供的队列，即queue ）
5.threadFactory：线程工厂，生成线程的规则
6.rejectedExecutionHandler：拒绝策略
核心参数
其中1，2，3会在后面的流程中讲解。这里主要讲解一下
-
QUEUE 缓存队列:
queue具体可以看另一篇手撕源码系列之queue。
这里讲解一下线程池可用的几种缓存队列：
1. ArrayBlockingQueue:
基于数组的FIFO（FIFO）队列，是有界的，创建时必须指定大小。
2. LinkedBlockingQueue：
基于链表的FIFO队列，是无界的，默认大小是Integer.MAX_VALUE，也可以指定初始大小
3. SynchronizedQueue：
一个比较特殊的队列，虽然它是无界的，但它不会保存任务，每一个新增任务的线程必须等待另一个线程取出任务，也可以把它看成容量为0的队列。
4. 或者其他自己实现的缓存队列，只需要去实现BlockingQueue接口即可，泛型是Runnable -
RejectedExecutionHandler 拒绝策略
简介：拒绝策略是在corePoolSize，maximumPoolSize ，workQueue 均达到设置上线时候触发的策略。一般由以下四种，如果需要实现自定义的拒绝策略可以去实现RejectedExecutionHandler接口。
1. AbortPolicy:
丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。（如果不传拒绝策略的话，ThreadPoolExecutor默认的是 AbortPolicy 策略)
private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy();
- DiscardPolicy：
和AbortPolicy差不多，都是丢弃任务但是不抛出异常。 - DiscardOldestPolicy：
抛弃缓存队列最前面的任务，并尝试执行任务（重复执行） - CallerRunsPolicy：
由调用线程执行此任务（一般是主线程）