【JUC源码】线程池：ThreadPoolExecutor（二）底层结构分析-蒲公英云

线程池系列：

【JUC源码】线程池：ThreadPoolExecutor（一）继承关系分析
【JUC源码】线程池：ThreadPoolExecutor（二）底层结构分析
【JUC源码】线程池：ThreadPoolExecutor（三）Worker 设计思路及源码分析
【JUC源码】线程池：ThreadPoolExecutor（四）任务执行流程源码分析
【JUC源码】线程池：ThreadPoolExecutor（五）提炼总结
【JUC源码】线程池：创建线程池的参数设置思路&Excutors
【JUC源码】线程池：关于 ThreadPool 的几个问题

在文章开始之前，我们先要明白为啥要有线程池这么个东西。线程是一种稀缺资源，若不加以限制，不仅会占用大量资源，还会影响系统的稳定性。而线程池可以对线程的创建与停止、线程数量等等因素加以控制，使得线程在一种可控的范围内运行，在保证系统稳定运行的同时，还使得性能调优更加方便。另外，每次请求到来时，由于线程的创建已经完成，所以可以直接执行任务，减少了每次创建线程、销毁线程的开销，提高了响应速度。

OK，下面我们就进入正戏，源码…

ThreadPoolExecutor 核心继承关系，成员变量及主要构造函数：

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {
    // ctl 线程池状态控制字段，由两部分组成：
    // int ctlOf(int rs, int wc) { return rs | wc; }
    private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0));
    // 1:workerCount  wc 工作线程数，我们限制 workerCount 最大到(2^29)-1，大概 5 亿个线程
    private static final int COUNT_BITS = Integer.SIZE - 3;// 29
    private static final int CAPACITY   = (1 << COUNT_BITS) - 1;// =(2^29)-1=536870911
    // 2:runState rs 线程池的状态，提供了生命周期的控制，源码中有很多关于状态的校验，状态枚举如下：
    private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS;//536870912
    private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS;//0
    private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS;//536870912
    private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS;//1073741824
    private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;//1610612736
    // Worker 线程池中任务执行的最小单元
    private final class Worker extends AbstractQueuedSynchronizer implements Runnable{
    ...}
    // 任务队列，阻塞队列，来保持线程的存活周期
    // 注：这里使用阻塞队列而不是普通容器，是为了worker在取任务时借助它的线程调度能力
    //    比如当线程池中的线程空闲下来了，它就会在队列的另一端等待外部线程投递任务
    //    这里注意，因为将外部线程的任务放入任务队列调用的是offer方法，所以入队时不会出现外部线程阻塞
    private final BlockingQueue<Runnable> workQueue;
    // 工作线程集合，包含线程池中所有的工作线程
    private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();
    // 锁，大多数情况下是控制对 workers 的访问权限（如将新worker加入）
    private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock();
    private final Condition termination = mainLock.newCondition();
    // 已完成任务的计数
    volatile long completedTasks;
    // 线程池最大容量
    private int largestPoolSize;
    // 已经完成的任务数
    private long completedTaskCount;
    //-----------------------------用户可控属性（volatile）-----------------------------
    // 可以使用 threadFactory 创建 thread
    // 创建失败一般不抛出异常，只有在 OutOfMemoryError 时候才会
    private volatile ThreadFactory threadFactory;
    // 线程空闲的最大时间
    private volatile long keepAliveTime;
    // coreSize，allowCoreThreadTimeOut决定是否回收
    private volatile int corePoolSize;
    // maxSize，除核心线程外，空闲就会回收
    private volatile int maximumPoolSize;
    // 饱和或者运行中拒绝任务的 handler 处理类
    private volatile RejectedExecutionHandler handler;
    // 默认的拒绝策略
    private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler = new AbortPolicy();
    // 设置 true 的话，核心线程空闲 keepAliveTime 时间后，也会被回收
    // 需要调用allowCoreThreadTimeOut方法进行设置，默认false
    private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut;
    //-------------------------------构造函数----------------------------------------
    // 构造函数的作用就是设置上面的volatile变量们
    // 注：前五参数个必有，theadFactory与rejected可以没有
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler) {
    ...}
}