Java線程池ThreadPoolExecutor的原理是什么？針對這個(gè)問題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個(gè)問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

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1、JUC同步器框架

ThreadPoolExecutor里面使用到JUC同步器框架，主要用于四個(gè)方面：

（1）全局鎖mainLock成員屬性，是可重入鎖ReentrantLock類型，主要是用于訪問工作線程Worker集合和進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)記錄時(shí)候的加鎖操作。

（2）條件變量termination，Condition類型，主要用于線程進(jìn)行等待終結(jié)awaitTermination()方法時(shí)的帶期限阻塞。

（3）任務(wù)隊(duì)列workQueue，BlockingQueue類型，任務(wù)隊(duì)列，用于存放待執(zhí)行的任務(wù)。

（4）工作線程，內(nèi)部類Worker類型，是線程池中真正的工作線程對象。

2、核心線程

這里先參考ThreadPoolExecutor的實(shí)現(xiàn)并且進(jìn)行簡化，實(shí)現(xiàn)一個(gè)只有核心線程的線程池，要求如下：暫時(shí)不考慮任務(wù)執(zhí)行異常情況下的處理；任務(wù)隊(duì)列為無界隊(duì)列；線程池容量固定為核心線程數(shù)量；暫時(shí)不考慮拒絕策略。

public class CoreThreadPool implements Executor {

    private BlockingQueue<Runnable> workQueue;
    private static final AtomicInteger COUNTER = new AtomicInteger();
    private int coreSize;
    private int threadCount = 0;

    public CoreThreadPool(int coreSize) {
        this.coreSize = coreSize;
        this.workQueue = new LinkedBlockingQueue<>();
    }

    @Override
    public void execute(Runnable command) {
        if (++threadCount <= coreSize) {
            new Worker(command).start();
        } else {
            try {
                workQueue.put(command);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new IllegalStateException(e);
            }
        }
    }

    private class Worker extends Thread {
        private Runnable firstTask;

        public Worker(Runnable runnable) {
            super(String.format("Worker-%d", COUNTER.getAndIncrement()));
            this.firstTask = runnable;
        }

        @Override
        public void run() {
            Runnable task = this.firstTask;
            while (null != task || null != (task = getTask())) {
                try {
                    task.run();
                } finally {
                    task = null;
                }
            }
        }
    }

    private Runnable getTask() {
        try {
            return workQueue.take();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        CoreThreadPool pool = new CoreThreadPool(5);
        IntStream.range(0, 10)
                .forEach(i -> pool.execute(() ->
                        System.out.println(String.format("Thread:%s,value:%d", Thread.currentThread().getName(), i))));
        Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
    }
}

某次運(yùn)行結(jié)果如下：

Thread:Worker-0,value:0

Thread:Worker-3,value:3

Thread:Worker-2,value:2

Thread:Worker-1,value:1

Thread:Worker-4,value:4

Thread:Worker-1,value:5

Thread:Worker-2,value:8

Thread:Worker-4,value:7

Thread:Worker-0,value:6

Thread:Worker-3,value:9

設(shè)計(jì)此線程池的時(shí)候，核心線程是懶創(chuàng)建的，如果線程空閑的時(shí)候則阻塞在任務(wù)隊(duì)列的take()方法，其實(shí)對于ThreadPoolExecutor也是類似這樣實(shí)現(xiàn)，只是如果使用了keepAliveTime并且允許核心線程超時(shí)則會使用BlockingQueue#poll進(jìn)行輪詢代替永久阻塞。

3、其他附加功能

構(gòu)建ThreadPoolExecutor實(shí)例的時(shí)候，需要定義maximumPoolSize（線程池最大線程數(shù)）和corePoolSize（核心線程數(shù)）。當(dāng)任務(wù)隊(duì)列是有界的阻塞隊(duì)列，核心線程滿負(fù)載，任務(wù)隊(duì)列已經(jīng)滿的情況下，會嘗試創(chuàng)建額外的maximumPoolSize - corePoolSize個(gè)線程去執(zhí)行新提交的任務(wù)。當(dāng)ThreadPoolExecutor這里實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)主要附加功能是：

（1）一定條件下會創(chuàng)建非核心線程去執(zhí)行任務(wù)，非核心線程的回收周期（線程生命周期終結(jié)時(shí)刻）是keepAliveTime，線程生命周期終結(jié)的條件是：下一次通過任務(wù)隊(duì)列獲取任務(wù)的時(shí)候并且存活時(shí)間超過keepAliveTime。

（2）提供拒絕策略，也就是在核心線程滿負(fù)載、任務(wù)隊(duì)列已滿、非核心線程滿負(fù)載的條件下會觸發(fā)拒絕策略。

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