再进入主题之前，我们先了解几个概念，对读源码有所帮助，对于线程池的运行状态，有4个级别，分别是RUNNING，SHUTING，STOP，TIDING，TERMINATED
解释如下：
The runState provides the main lifecycle control, taking on values:
*
* RUNNING: Accept new tasks and process queued tasks //能接受新的任务，并且可以运行已经在任务队列中的任务
* SHUTDOWN: Don't accept new tasks, but process queued tasks //不再接受新的任务，但是仍能运行在阻塞队列里等待的任务
* STOP: Don't accept new tasks, don't process queued tasks, //不再接受新的任务，也停止运行队列中的任务
* and interrupt in-progress tasks
* TIDYING: All tasks have terminated, workerCount is zero, //后面的就是停止后的东西了，暂时不需要理解。。
* the thread transitioning to state TIDYING
* will run the terminated() hook method
* TERMINATED: terminated() has completed
将这几个任务对应着数字，所以可以进行大小比较
private static final int RUNNING = -1 << COUNT_BITS;
private static final int SHUTDOWN = 0 << COUNT_BITS;
private static final int STOP = 1 << COUNT_BITS;
private static final int TIDYING = 2 << COUNT_BITS;
private static final int TERMINATED = 3 << COUNT_BITS;
下面我们正式了解线程池：
线程池的实现有很多，比如
1. newFixedThreadPool() //可以指定核心线程个数，并且创建的所有线程都是核心线程
2. newSingleThreadExecutor() //有且只有一个线程，且是核心线程
3. newCachedThreadPool() //没有规定最多可以有多少个线程，但没有一个是核心线程
4. newScheduledThreadPool() //可以指定核心线程的个数，而且可以创建非核心线程（不限数量）
这些线程的创建方法其实最终都引用了一个构造方法：
public ThreadPoolExecutor(
int corePoolSize, //核心线程个数
int maximumPoolSize, //最大线程个数
long keepAliveTime, //线程空闲多长时间被回收
TimeUnit unit, //时间的单位
BlockingQueue<Runnable> workQueue, //任务队列
ThreadFactory threadFactory, //线程工厂方法（其实就是给线程设置一下属性，可以用它创建线程）
RejectedExecutionHandler handler) //回绝策略
这其中的线程工厂方法和回绝策略可以自己创建，也可以使用默认的策略，回绝策略我会在待会儿说明
现在我们的关注点就在ThreadPoolExecutor对象上了，因为他负责管理所有线程池里的线程，以及维护阻塞队列
那么他是怎么维护线程和任务的呢？ 我们来看一下这个类的结构
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();
private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
它里面有一个Worker类型的hashset，以及一个任务类型的BlockingQueue，
所以我们可以猜到，这个Hashset的workers就是用来存储线程的，而BlockingQueue就是用来存储任务的
我们再仔细了解一下这个Worker：
private final class Worker
extends AbstractQueuedSynchronizer
implements Runnable
{ final Thread thread; Runnable firstTask; //创建worker时给的初始任务 volatile long completedTasks; Worker(Runnable firstTask) {
setState(-1);
this.firstTask = firstTask; //创建worker时给worker的初始任务
this.thread = getThreadFactory().newThread(this); //利用线程工厂创建一个新的线程
} public void run() {
runWorker(this);
}
}
这个Worker里面包含着一个Thread，并且Worker本身也是一个任务（继承了Runnable），为什么还要传给他一个初始任务呢？为什么要这么设计呢？
答案其实很简单，我们都知道一个Thread不能被重用的，但是跟据线程池的定义，一个线程却可以在完成一个任务之后又去做其他的任务，这就是源于这个设计，这个Thread一直运行的就是worker这个任务，而没有去运行其他的任务，而worker的run方法里面有一个runworker方法，线程就是通过这个runworker方法去读取初始任务或者任务列表中的任务来运行的
有了这些基础知识后，我们就开始从我们常用的线程流程开始分析，看看线程到底是怎么运作的吧！
我们都知道，运行线程池时要给他提交任务，比如
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); //创建线程池
exec.execute(Runnable) //提交自己的任务
我们跟踪一下execute方法，他的描述如下
public void execute(Runnable command) {
if (command == null)
throw new NullPointerException();
//获取线程池状态码
int c = ctl.get();
//workerCountof(c) 能根据状态码运算出线程池核心线程的个数
if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
if (addWorker(command, true))
return;
c = ctl.get();
}
//如果核心线程已经满了，就尝试添加任务到队列
if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
int recheck = ctl.get();
//如果添加成功，但此时发现线程池已经停止接受任务，则删除任务
if (! isRunning(recheck) && remove(command))
reject(command);
//如果线程池没有停止接受，但是核心线程已经全部被回收(比如cachedThreadpool会发生这种情况)
else if (workerCountOf(recheck) == 0)
//添加非核心线程，且这个线程没有初始任务（会让他在任务队列中去取）
addWorker(null, false);
//这里隐含了一层意思：这些条件都不满足时，即有核心线程，且队列未满，则什么都不做，仅仅将任务添加到队列
}
//如果核心线程满了，并且任务队列也添加失败了（满了），那么尝试创建非核心线程
else if (!addWorker(command, false))
//如果都失败了，那么启用拒绝策略
reject(command);
}
跟据上面的方法，我们知道execute主要就是判断线程池情况，然后决定是直接新建线程来执行任务，或者添加任务到任务列表，其最主要的方法就是addWorker
所以我们再来看一下addWorker是怎么实现的
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
retry:
/***********增加线程池的线程计数*************************/
for (;;) {
int c = ctl.get();
int rs = runStateOf(c); //获取当前运行状态RunStatus
if (rs >= SHUTDOWN &&
! (rs == SHUTDOWN && //如果已经停止
firstTask == null && //或者任务非空
! workQueue.isEmpty())) //或者工作队列为空
return false;
for (;;) {
int wc = workerCountOf(c);
if (wc >= CAPACITY ||
wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize)) //判断是否大于规定线程数
return false;
if (compareAndIncrementWorkerCount(c)) //符合条件则增加线程池的线程计数
break retry;
c = ctl.get(); // Re-read ctl
if (runStateOf(c) != rs)
continue retry;
// else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
}
}
/************创建新线程，并将它加入wokers的hashSet进行管理********************/
boolean workerStarted = false;
boolean workerAdded = false;
Worker w = null;
try {
w = new Worker(firstTask);
33 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(); //运行线程，对应着worker的run方法，里面调用了runworker（this）方法
workerStarted = true;
}
}
} finally {
if (! workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
return workerStarted;
}
由于线程运行后，run方法里调用的是runworker（this）方法,所以我们再来看一看这个方法
1 final void runWorker(Worker w) {
2 Thread wt = Thread.currentThread();
3 Runnable task = w.firstTask;
4 w.firstTask = null; //运行一次初始任务后，就应该将初始任务放掉，否则会重复运行
5 w.unlock(); // allow interrupts
6 boolean completedAbruptly = true;
7 try {
8 while (task != null || (task = getTask()) != null) {
9 w.lock();
10 if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) ||
11 (Thread.interrupted() &&
12 runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) &&
13 !wt.isInterrupted())
14 wt.interrupt();
15 try {
16 beforeExecute(wt, task);
17 Throwable thrown = null;
18 try {
19 task.run(); //运行任务，不是用thread.start,而是直接调用任务的run方法
20 } catch (RuntimeException x) {
21 thrown = x; throw x;
22 } catch (Error x) {
23 thrown = x; throw x;
24 } catch (Throwable x) {
25 thrown = x; throw new Error(x);
26 } finally {
27 afterExecute(task, thrown);
28 }
29 } finally {
30 task = null;
31 w.completedTasks++;
32 w.unlock();
33 }
34 }
35 completedAbruptly = false; //没有任务了，这个线程空闲出来了
36 } finally {
37 processWorkerExit(w, completedAbruptly); //将线程从hashset里面移除
38 }
39 }
那么到现在我们已经大致了解了，线程池的运行流程，总结一下就是：
1.创建线程池后，首先会用submit或者execute提交任务
2.任务提交后，会根据线程池的状态利用AddWorker进行线程的创建，并将其添加到线程池中，判断条件如下：
线程数量未达到corePoolSize，则新建一个线程(核心线程)执行任务
线程数量达到了corePoolsize，则将任务移入队列等待
队列已满，新建线程(非核心线程)执行任务
队列已满，总线程数又达到了maximumPoolSize，就会采用回绝策略进行处理
3.如果线程添加成功，此时会调用线程的start方法，而线程对应任务的run方法里面，调用的是runworker（）方法
4.runworker()方法会在线程的初始任务或者任务队列里面取任务来运行，运行时直接调用被取出任务的run方法
5.运行完成后，如果不能取得新的任务，那么此时线程就是空闲线程，会执行清理策略（跟据空闲时间的长短来清理）
现在问题已经被我们解决了，但是还有一个问题，细心的同学们应该已经发现了：不是说好的线程池里的核心线程可以不被回收吗，但是按照源码的分析，
线程池里所有的线程，只要拿不到任务，过一段时间就会被回收，这是怎么回事呢？ 其实原因在于我们忽略掉的getTask方法，我们来看看它的源码
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())) { //如果线程池已经停止接受新线程，且工作队列为空
decrementWorkerCount(); //释放线程
return null; //返回空（使线程拿不到任务）
}
int wc = workerCountOf(c);
//或操作有false才往后判断
//allowCoreThreadTimeOut表示核心线程也可以回收
boolean timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize;
19 //当允许回收core线程，timed为true
20 //当不允许回收核心线程时，如果当前线程数> 核心线程数 timed=true 否则为false
if ((wc > maximumPoolSize || (timed && timedOut))
&& (wc > 1 || workQueue.isEmpty())) {
if (compareAndDecrementWorkerCount(c))
return null;
continue;
}
try {
Runnable r = timed ? //跟据timed的值，选择使用阻塞方法获取队列中的值还是使用非阻塞方法获取
31 workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) :
32 workQueue.take(); //当核心线程调用这个方法时，会被阻塞，直到获取到任务，而不会返回null，然后被释放
if (r != null)
return r;
timedOut = true;
} catch (InterruptedException retry) {
timedOut = false;
}
}
}
所以，跟据上面的源码，核心线程不被释放的原因也被我们解决了，现在相信你对线程池的了解已经比较深刻了吧
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