手撕源码！线程池核心组件源码剖析
本文选自 Doocs 开源社区旗下“源码猎人”项目，作者 AmyliaY。
项目将会持续更新，欢迎 Star 关注。
项目地址：https://github.com/doocs/source-code-hunter
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>());}}
全文完！
希望本文对大家有所帮助。如果感觉本文有帮助，有劳转发或点一下“在看”！让更多人收获知识！
长按识别下图二维码，关注公众号「Doocs 开源社区」，第一时间跟你们分享好玩、实用的技术文章与业内最新资讯。
本文分享自微信公众号 - Doocs开源社区（idoocs）。
如有侵权，请联系 support@oschina.cn 删除。
本文参与“OSC源创计划”，欢迎正在阅读的你也加入，一起分享。
