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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>());
}
}