作者：指尖上的榴莲

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一.概述

线程池，顾名思义就是存放线程的池子，池子里存放了很多可以复用的线程。

如果不用类似线程池的容器，每当我们需要执行用户任务的时候都去创建新的线程，任务执行完之后线程就被回收了，这样频繁地创建和销毁线程会浪费大量的系统资源。

因此，线程池通过线程复用机制，并对线程进行统一管理，具有以下优点：

• 降低系统资源消耗。通过复用已存在的线程，降低线程创建和销毁造成的消耗；
• 提高响应速度。当有任务到达时，无需等待新线程的创建便能立即执行；
• 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗大量系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行对线程进行统一的分配、调优和监控。

ThreadPoolExecutor是线程池框架的一个核心类，本文通过对threadPoolExecutor源码的分析（基于JDK 1.8），来深入分析线程池的实现原理。

二.ThreadPoolExecutor类的属性

先从ThreadPoolExecutor类中的字段开始：

在ThreadPoolExecutor类的这些属性中，线程池状态是控制线程池生命周期至关重要的属性，这里就以线程池状态为出发点进行研究。

通过上面的源码可知，线程池的运行状态总共有5种，其值和含义分别如下：

• RUNNING: 高3位为111，接受新任务并处理阻塞队列中的任务
• SHUTDOWN: 高3位为000，不接受新任务但会处理阻塞队列中的任务
• STOP:高3位为001，不会接受新任务，也不会处理阻塞队列中的任务，并且中断正在运行的任务
• TIDYING: 高3位为010，所有任务都已终止，工作线程数量为0，线程池将转化到TIDYING状态，即将要执行terminated()钩子方法
• TERMINATED: 高3位为011，terminated()方法已经执行结束

然而，线程池中并没有使用单独的变量来表示线程池的运行状态，而是使用一个AtomicInteger类型的变量ctl来表示线程池的控制状态，其将线程池运行状态与工作线程的数量打包在一个整型中，用高3位来表示线程池的运行状态,低29位来表示线程池中工作线程的数量，对ctl的操作主要参考以下几个函数：

接下来，我们看一下线程池状态的所有转换情况，如下：

• RUNNING -> SHUTDOWN：调用shutdown()，可能在finalize()中隐式调用
• (RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP：调用shutdownNow()
• SHUTDOWN -> TIDYING：当缓存队列和线程池都为空时
• STOP -> TIDYING：当线程池为空时
• TIDYING -> TERMINATED：当terminated()方法执行结束时

通常情况下，线程池有如下两种状态转换流程：

• RUNNING -> SHUTDOWN -> TIDYING -> TERMINATED
• RUNNING -> STOP -> TIDYING -> TERMINATED

三.ThreadPoolExecutor类的构造方法

通常情况下，我们使用线程池的方式就是new一个ThreadPoolExecutor对象来生成一个线程池。接下来，先看ThreadPoolExecutor类的构造函数：

接下来，看下最后一个构造函数的具体实现：