ThreadPoolExecutor里面使用到JUC同步器框架AbstractQueuedSynchronizer、大量的位操作、CAS操作。ThreadPoolExecutor提供了固定活躍線程、額外的線程、任務(wù)隊(duì)列以及拒絕策略這幾個重要的功能。下面我們一起來看看Java線程池ThreadPoolExecutor的原理解析。

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)計記錄時候的加鎖操作。

(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)一個只有核心線程的線程池，要求如下：暫時不考慮任務(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)計此線程池的時候，核心線程是懶創(chuàng)建的，如果線程空閑的時候則阻塞在任務(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)的時候并且存活時間超過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。

以上就是動力節(jié)點(diǎn)java培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的小編針對“Java實(shí)例教程：ThreadPoolExecutor的原理解析”的內(nèi)容進(jìn)行的回答，希望對大家有所幫助，如有疑問，請在線咨詢，有專業(yè)老師隨時為你服務(wù)。