Java面试中，线程池也算是一个高频的问题，其实就JDK源码来看线程池这一块的实现代码应该算是写的清晰易懂的，通过这篇文章，我们就来盘点一下线程池的知识点。
本文基于JDK1.8源码进行分析
首先看下线程池构造函数：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) { //忽略赋值与校验逻辑 } 构造参数比较多，一个一个说下：
- corePoolSize线程池中的核心线程数
- maximumPoolSize线程池中的最大线程数
- keepAliveTime线程池中的线程存活时间（准确来说应该是没有任务执行时的回收时间，后面会分析）
- unit时间单位
- workQueue来不及执行的任务存放的阻塞队列
- threadFactory新建woker线程（注意不是我们提交的任务）是进行一些属性设置，比如线程名，优先级等等，有默认实现。
- handler 任务拒绝策略，当运行线程数已达到maximumPoolSize，队列也已经装满时会调用该参数拒绝任务，有默认实现。
当我们向线程池提交任务时，通常使用execute方法，接下来就先从该方法开始分析。
在分析execute代码之前，需要先说明下，我们都知道线程池是维护了一批线程来处理用户提交的任务，达到线程复用的目的，线程池维护的这批线程被封装成了Worker。
public void execute(Runnable command) { if (command == null) throw new NullPointerException(); //JDK8的源码中，线程池本身的状态跟worker数量使用同一个变量ctl来维护 int c = ctl.get(); //通过位运算得出当然线程池中的worker数量与构造参数corePoolSize进行比较 if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { //如果小于corePoolSize，则直接新增一个worker，并把当然用户提交的任务command作为参数，如果成功则返回。 if (addWorker(command, true)) return; //如果失败，则获取最新的线程池数据 c = ctl.get(); } //如果线程池仍在运行，则把任务放到阻塞队列中等待执行。 if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { //这里的recheck思路是为了处理并发问题 int recheck = ctl.get(); //当任务成功放入队列时，如果recheck发现线程池已经不再运行了则从队列中把任务删除 if (! isRunning(recheck) && remove(command)) //删除成功以后，会调用构造参数传入的拒绝策略。 reject(command); //如果worker的数量为0（此时队列中可能有任务没有执行），则新建一个worker（由于此时新建woker的目的是执行队列中堆积的任务， //因此入参没有执行任务，详细逻辑后面会详细分析addWorker方法）。 else if (workerCountOf(recheck) == 0) addWorker(null, false); } //如果前面的新增woker，放入队列都失败，则会继续新增worker，此时线程池的状态是woker数量达到corePoolSize，阻塞队列任务已满 //只能基于maximumPoolSize参数新建woker else if (!addWorker(command, false)) //如果基于maximumPoolSize新建woker失败，此时是线程池中线程数已达到上限，队列已满，则调用构造参数中传入的拒绝策略 reject(command); } 源码里我增加了很多注释，需要多读几遍才能完全理解，总结一下用户向线程池提交任务以后，线程池的执行逻辑：
- 如果当前woker数量小于corePoolSize，则新建一个woker并把当前任务分配给该woker线程，成功则返回。
- 如果第一步失败，则尝试把任务放入阻塞队列，如果成功则返回。
- 如果第二步失败，则判断如果当前woker数量小于maximumPoolSize，则新建一个woker并把当前任务分配给该woker线程，成功则返回。
- 如果第三步失败，则调用拒绝策略处理该任务。
从execute的源码可以看出addWorker方法是重中之重，马上来看下它的实现。
addWorker方法：
private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) { //这里有一段基于CAS+死循环实现的关于线程池状态，线程数量的校验与更新逻辑就先忽略了，重点看主流程。 //... boolean workerStarted = false; boolean workerAdded = false; Worker w = null; try { //把指定任务作为参数新建一个worker线程 w = new Worker(firstTask); //这里是重点，咋一看，一定以为w.thread就是我们传入的firstTask //其实是通过线程池构造函数参数threadFactory生成的woker对象 //也就是说这个变量t就是代表woker线程。绝对不是用户提交的线程任务firstTask！！！ final Thread t = w.thread; if (t != null) { final ReentrantLock mainLock = this.mainLock; mainLock.lock(); try { //加锁之后仍旧是判断线程池状态等一些校验逻辑。 int rs = runStateOf(ctl.get()); if (rs < SHUTDOWN || (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) { if (t.isAlive()) throw new IllegalThreadStateException(); //把新建的woker线程放入集合保存，这里使用的是HashSet workers.add(w); int s = workers.size(); if (s > largestPoolSize) largestPoolSize = s; workerAdded = true; } } finally { mainLock.unlock(); } if (workerAdded) { //然后启动woker线程 //这里再强调一遍上面说的逻辑，该变量t代表woker线程，也就是会调用woker的run方法 t.start(); workerStarted = true; } } } finally { if (! workerStarted) //如果woker启动失败，则进行一些善后工作，比如说修改当前woker数量等等 addWorkerFailed(w); } return workerStarted; } addWorker方法主要做的工作就是新建一个Woker线程，加入到woker集合中，然后启动该线程，那么接下来的重点就是Woker类的run方法了。
worker执行方法：
//Woker类实现了Runnable接口
public void run() { runWorker(this); } //最终woker执行逻辑走到了这里 final void runWorker(Worker w) { Thread wt = Thread.currentThread(); //task就是Woker构造函数入参指定的任务，即用户提交的任务 Runnable task = w.firstTask; w.firstTask = null; w.unlock(); boolean completedAbruptly = true; try { //一般情况下，task都不会为空（特殊情况上面注释中也说明了），因此会直接进入循环体中 //这里getTask方法是要重点说明的，它的实现跟我们构造参数设置存活时间有关 //我们都知道构造参数设置的时间代表了线程池中的线程，即woker线程的存活时间，如果到期则回收woker线程，这个逻辑的实现就在getTask中。 //来不及执行的任务，线程池会放入一个阻塞队列，getTask方法就是去阻塞队列中取任务，用户设置的存活时间，就是 //从这个阻塞队列中取任务等待的最大时间，如果getTask返回null，意思就是woker等待了指定时间仍然没有 //取到任务，此时就会跳过循环体，进入woker线程的销毁逻辑。 while (task != null || (task = getTask()) != null) { w.lock(); if ((runStateAtLeast(ctl.get(), STOP) || (Thread.interrupted() && runStateAtLeast(ctl.get(), STOP))) && !wt.isInterrupted()) wt.interrupt(); try { //该方法是个空的实现，如果有需要用户可以自己继承该类进行实现 beforeExecute(wt, task); Throwable thrown = null; try { //真正的任务执行逻辑 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 { //该方法是个空的实现，如果有需要用户可以自己继承该类进行实现 afterExecute(task, thrown); } } finally { //这里设为null，也就是循环体再执行的时候会调用getTask方法 task = null; w.completedTasks++; w.unlock(); } } completedAbruptly = false; } finally { //当指定任务执行完成，阻塞队列中也取不到可执行任务时，会进入这里，做一些善后工作，比如在corePoolSize跟maximumPoolSize之间的woker会进行回收 processWorkerExit(w, completedAbruptly); } } woker线程的执行流程就是首先执行初始化时分配给的任务，执行完成以后会尝试从阻塞队列中获取可执行的任务，如果指定时间内仍然没有任务可以执行，则进入销毁逻辑。
注：这里只会回收corePoolSize与maximumPoolSize直接的那部分woker
理解了整个线程池的运行原理以后，再来看下JDK默认提供的线程池类型就会一目了然了：
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) { //corePoolSize跟maximumPoolSize值一样，同时传入一个无界阻塞队列 //根据上面分析的woker回收逻辑，该线程池的线程会维持在指定线程数，不会进行回收 return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()); } public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() { //线程池中只有一个线程进行任务执行，其他的都放入阻塞队列 //外面包装的FinalizableDelegatedExecutorService类实现了finalize方法，在JVM垃圾回收的时候会关闭线程池 return new FinalizableDelegatedExecutorService (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())); } public static ExecutorService newCachedThreadPool() { //这个线程池corePoolSize为0，maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE，意思也就是说来一个任务就创建一个woker，回收时间是60s return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>()); } 最后再说说初始化线程池时线程数的选择：
- 如果任务是IO密集型，一般线程数需要设置2倍CPU数以上，以此来尽量利用CPU资源。
- 如果任务是CPU密集型，一般线程数量只需要设置CPU数加1即可，更多的线程数也只能增加上下文切换，不能增加CPU利用率。
上述只是一个基本思想，如果真的需要精确的控制，还是需要上线以后观察线程池中线程数量跟队列的情况来定。
作者：凌风郎少
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