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线程池源码

• • • 1. 整体思路
    • 2. 学习源码

想必大家对线程池都有了解吧，必须掌握的知识点有：构造函数里的入参列表、常见有哪几种线程池以及使用场景、为什么要用线程池、线程池接受到一个任务后的处理流程等等。

本文对以上问题不做说明了，主要是想讲明白其中的“线程复用”底层的原理。

啰嗦一句： 看源码不要一上来就死磕每一行代码（相信我死磕撑不了几分钟），先掌握大体思路，然后再仔细品。

1. 整体思路

相信以下这张图大家都很熟悉了：

其实就是线程池接受任务的处理规则。那图里的规则哪来的？废话，当然是大佬们看着源码画出来的啊！大佬不是我！！！
很好，其实“线程复用”和上述图里的任务队列有很大的关系。

线程复用不是简单的new Thread， 然后thread.start()这种思路。
而是将任务和线程解耦，任务交给队列存储、管理，然后线程不断地从队列里取任务，然后执行任务（Runnable实现）。执行的过程其实就是直接调用run方法，把run方法当作简单方法处理。

2. 学习源码

思路已经在上面暴露出来了，接下去只要跟下源码验证下啦~

咱直接进入到ThreadPoolExecutor#executor方法，毕竟这个方法就是日常我们提交任务的方法。请注意抓重点！！！

public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        int c = ctl.get();
        //线程数小于核心线程数，直接创建新线程并提交任务
        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);
    }

我们先看下当线程数小于核心线程数的代码：

  if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }

这里workerCountOf方法就是获取池子里的线程数的，到了后面你会知道一个Worker实例对应一个Thread，是不是顿时觉得人家这个方法名取得很有道理。

继续看重点，跟下addWorker. 先说下两个入参：第一个入参就是业务代码写的每个任务，没啥说的；第二个参数：true-当前线程数是否小于核心线程数，小于则新增，大于则不新增；false-当前线程数是否小于最大线程数 。

private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
        retry:
        for (;;) {
            int c = ctl.get();
            int rs = runStateOf(c);

            // Check if queue empty only if necessary.
            if (rs >= SHUTDOWN &&
                ! (rs == SHUTDOWN &&
                   firstTask == null &&
                   ! workQueue.isEmpty()))
                return false;

            for (;;) {
                int wc = workerCountOf(c);
                if (wc >= CAPACITY ||
                    wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
                    return false;
                if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
                    break retry;
                c = ctl.get();  // Re-read ctl
                if (runStateOf(c) != rs)
                    continue retry;
                // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
            }
        }
        
//--------------- 我是分割线---------------------------------

        boolean workerStarted = false;
        boolean workerAdded = false;
        Worker w = null;
        try {
            w = new Worker(firstTask);
            final Thread t = w.thread;
            if (t != null) {
                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();
                        workers.add(w);
                        int s = workers.size();
                        if (s > largestPoolSize)
                            largestPoolSize = s;
                        workerAdded = true;
                    }
                } finally {
                    mainLock.unlock();
                }
                if (workerAdded) {
                    t.start();
                    workerStarted = true;
                }
            }
        } finally {
            if (! workerStarted)
                addWorkerFailed(w);
        }
        return workerStarted;
    }

建议这段代码拆成上下两部分，以“我是分割线”拆分：

• （1）线程数判断：
  主要是获取最新的线程数，再和corePoolSize或maxPoolSize比较，小于则继续下面的代码，进行新增线程；
• （2）新增线程Worker

  Worker w = null;
        try {
        //新增Worker
            w = new Worker(firstTask);

//Workder构造方法如下：
       Worker(Runnable firstTask) {
            setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker  
            this.firstTask = firstTask;
            this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
        }

可以看出Worker实例化的时候，主要做了2件事情：
（1）把任务存在了firstTask变量里；
（2）内部变量thread实例化。细看下以下代码：

 this.thread = getThreadFactory().newThread(this);

注意到this？？？那说明Worker肯定implement Runnable啦？

那，，，肯定要好好看下重写的run方法了。

接下去会发现直接调用了ThreadPoolExecutor#runWorker

既然这样了，那继续看下runWoker到底做了些什么？

 final void runWorker(Worker w) {
        Thread wt = Thread.currentThread();
        //获取提交的任务
        Runnable task = w.firstTask;
        w.firstTask = null;
        w.unlock(); // allow interrupts
        boolean completedAbruptly = true;
        try {
        //重点：循环，要不取new Worker的任务，要不取getTask返回的任务
            while (task != null || (task = getTask()) != null) {
                w.lock();
                if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
                     (Thread.interrupted() &&
                      runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
                    !wt.isInterrupted())
                    wt.interrupt();
                try {
                    beforeExecute(wt, task);
                    Throwable thrown = null;
                    try {
                       // 重点：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 {
                        afterExecute(task, thrown);
                    }
                } finally {
                    task = null;
                    w.completedTasks++;
                    w.unlock();
                }
            }
            completedAbruptly = false;
        } finally {
            processWorkerExit(w, completedAbruptly);
        }
    }

其实到这里： 我么可以看出Worker重新了run，其实就是一个循环，不断地取任务出来，然后执行任务。

那继续看getTask方法，看从哪不断地取任务吧>>>>>>>

简直了，果然就是从队列里啊。那按理，提交的任务如果线程池满了，应该会进入到这个队列的哦。

其实到这里，我们还需要探索一个问题，既然Worker是实现了Runnable ，那什么时候，会调用Worker#run

真相其实上述代码已经贴出来啦，就是在addWorker -> new Worker 之后 。