一、線程池的實現原理

下圖所示為線程池的實現原理：調用方不斷地向線程池中提交任務；線程池中有一組線程，不斷地 從隊列中取任務，這是一個典型的生產者—消費者模型。

要實現這樣一個線程池，有幾個問題需要考慮：

1. 隊列設置多長？如果是無界的，調用方不斷地往隊列中放任務，可能導致內存耗盡。如果是有 界的，當隊列滿了之后，調用方如何處理？

2. 線程池中的線程個數是固定的，還是動態變化的？

3. 每次提交新任務，是放入隊列？還是開新線程？

4. 當沒有任務的時候，線程是睡眠一小段時間？還是進入阻塞？如果進入阻塞，如何喚醒？

針對問題4，有3種做法：

1. 不使用阻塞隊列，只使用一般的線程安全的隊列，也無阻塞/喚醒機制。當隊列為空時，線程 池中的線程只能睡眠一會兒，然后醒來去看隊列中有沒有新任務到來，如此不斷輪詢。

2. 不使用阻塞隊列，但在隊列外部、線程池內部實現了阻塞/喚醒機制。

3. 使用阻塞隊列。

很顯然，做法3最完善，既避免了線程池內部自己實現阻塞/喚醒機制的麻煩，也避免了做法1的睡 眠/輪詢帶來的資源消耗和延遲。正因為如此，接下來要講的
ThreadPoolExector/ScheduledThreadPoolExecutor都是基于阻塞隊列來實現的，而不是一般的隊列， 至此，各式各樣的阻塞隊列就要派上用場了

二、線程池的類繼承體系

在這里，有兩個核心的類： ThreadPoolExector 和
ScheduledThreadPoolExecutor ，后者不僅 可以執行某個任務，還可以周期性地執行任務。

向線程池中提交的每個任務，都必須實現 Runnable 接口，通過最上面的 Executor 接口中的 execute(Runnable command) 向線程池提交任務。

然后，在ExecutorService 中，定義了線程池的關閉接口 shutdown() ，還定義了可以有返回值 的任務，也就是 Callable ，后面會詳細介紹。

三、ThreadPoolExecutor

1、核心數據結構

基于線程池的實現原理，下面看一下ThreadPoolExector的核心數據結構。

每一個線程是一個Worker對象。Worker是ThreadPoolExector的內部類，核心數據結構如下：

由定義會發現，Worker繼承于AQS，也就是說Worker本身就是一把鎖。這把鎖有什么用處呢？用于線程池的關閉、線程執行任務的過程中。

2、核心配置參數解釋

ThreadPoolExecutor在其構造方法中提供了幾個核心配置參數，來配置不同策略的線程池。

上面的各個參數，解釋如下：

1. corePoolSize：在線程池中始終維護的線程個數。

2. maxPoolSize：在corePooSize已滿、隊列也滿的情況下，擴充線程至此值。

3. keepAliveTime/TimeUnit：maxPoolSize 中的空閑線程，銷毀所需要的時間，總線程數收縮 回corePoolSize。

4. blockingQueue：線程池所用的隊列類型。

5. threadFactory：線程創建工廠，可以自定義，有默認值
Executors.defaultThreadFactory()

6. RejectedExecutionHandler：corePoolSize已滿，隊列已滿，maxPoolSize 已滿，最后的拒 絕策略。

下面來看這6個配置參數在任務的提交過程中是怎么運作的。在每次往線程池中提交任務的時候，有 如下的處理流程：

步驟一：判斷當前線程數是否大于或等于corePoolSize。如果小于，則新建線程執行；如果大于， 則進入步驟二。

步驟二：判斷隊列是否已滿。如未滿，則放入；如已滿，則進入步驟三。

步驟三：判斷當前線程數是否大于或等于maxPoolSize。如果小于，則新建線程執行；如果大于， 則進入步驟四。

步驟四：根據拒絕策略，拒絕任務。

總結一下：首先判斷corePoolSize，其次判斷blockingQueue是否已滿，接著判斷maxPoolSize， 最后使用拒絕策略。 很顯然，基于這種流程，如果隊列是無界的，將永遠沒有機會走到步驟三，也即maxPoolSize沒有 使用，也一定不會走到步驟四。