ThreadPoolExecutor源码1

参考：https://www.cnblogs.com/liuyun1995/p/9305273.html

ThreadPoolExecutor1 executorService1 = new ThreadPoolExecutor1(3)

线程池的线程是懒初始化的，第一个任务来了创建一下执行，执行完了等待队列，只会从队列拿任务，不会直接接受任务。第二个任务来了，不会加到队列，也不会给第一个线程去执行，而是创建一个线程执行，第二个线程执行完了等待队列。第三个任务来了，即使前面2个线程执行完了，也不会给前面2个线程执行，而是创建第三个线程去执行，执行完了就等队列。第四个任务来了，不会直接给线程去执行，而是加到队列，让前3个线程去队列取任务。

Worker里面封装了这个任务，并且里面有一个线程池的线程，总共3个Worker，3个任务（3个第一个任务），3个线程。线程run时候就开一个线程去执行Worker里的第一个任务，线程Thread run的时候，是开一个线程池的线程，然后Thread里面的Runnable的run方法在这个线程里面执行，所以Worker要设置成这个Thread的Runnable，就是Worker的run方法在这个线程里面执行（转调外部类的runWorker方法，把worker传进去）runWorker方法就在这个线程里面执行。Worker里面仅仅保存的是这个worker的第一个任务，第一个任务执行完会死循环执行queue队列的任务。

Worker是作为一个Runnable存在于线程池的线程Thread中的，所有Worker的方法都在这个线程中执行(多个线程执行Worker类的相同方法)。runWorker执行的时候，worker w成为了这个线程的局部变量，w.lock();w.unlock(); 多线程执行同一个方法不要紧，只要不是使用共享变量就没事。由于w不是共享变量，一个线程一个局部变量w，所以不会抢锁。一个线程的Worler w不会跑到另一个线程里面去，所以是单线程访问的。

executorService.execute(new Runnable() {} = firstTask);
Worker w = new Worker(firstTask);
Worker(Runnable firstTask) {
    setState(-1);  
    this.firstTask = firstTask; 
    this.thread = getThreadFactory().newThread(this);     
}

 一个线程池线程中一个Runnable（Worker）,这个Runnable（Worker）不仅仅执行第一个任务还执行队列的任务，这个Runnable一直不会退出。

所有的任务都在这个线程里面执行，所有的任务都由这个worker执行。

要想w.lock();w.unlock();有线程抢锁，那么一个worker就要被设置到多个线程池的线程去，一个Worker成为多个线程的Runnable，多个线程同时执行时候，这一个Runnable在多个线程中执行，成为多个线程的局部变量w，w.lock();w.unlock();就会出现多线程抢锁。但是不行，

线程跟worker是一对一的关系，通过Runnable建立起来的。

其他线程调用中断interrupt相关方法时候，会从workers中获取一个worker，此时worker w就存在于另一个线程中了，就会多个线程使用这个worker w了。此时锁就有意义了。

Worker初始化时候，只会在一个线程池的线程中，是单线程。但是其他线程可以从workers里面获取这个worker，就是多线程访问。

线程池的所有线程全保存在workers里面的worker里面的thread上面。

超过3个任务进来， 不会创建线程，而是直接丢到队列里面去，然后流程执行完。

Worker继承AQS也就是一个ReentantLock，不同的线程调用worker w的lock和unlock方法可以实现锁的功能，不同的线程可以锁住不同的代码段。

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 当一个任务提交至线程池之后，

1. 线程池首先判断核心线程池里的线程是否已经满了。如果不是，则创建一个新的工作线程来执行任务。否则进入2.

2. 判断工作队列是否已经满了，倘若还没有满，将线程放入工作队列。否则进入3.

3. 判断线程池里的线程是否都在执行任务。如果不是，则创建一个新的工作线程来执行。如果线程池满了，则交给饱和策略来处理任务。

RUNNING：111   SHUTDOWN：000    STOP：001    TIDYING：010    TERMINATED：011

SHUTDOWN = 0，STOP|TIDYING|TERMINATED > 0，RUNNING < 0

新建一个线程池时它的状态为Running，这时它不断的从外部接收并处理任务，当处理不过来时它会把任务放到任务队列中；

之后我们可能会调用shutdown()来终止线程池，这时线程池的状态从Running转为Shutdown，它开始拒绝接收从外部传过来的任务，但是会继续处理完任务队列中的任务；

我们也可能调用shutdownNow()来立刻停止线程池，这时线程池的状态从Running转为Stop，然后它会快速排空任务队列中的任务并转到Tidying状态，处于该状态的线程池需要执行terminated()来做相关的扫尾工作，

执行完terminated()之后线程池就转为Terminated状态，表示线程池已终止。这些状态的转换图如下所示。

• RUNNING：接受新任务并且处理阻塞队列里的任务
• SHUTDOWN：拒绝新任务但是处理阻塞队列里的任务
• STOP：拒绝新任务并且抛弃阻塞队列里的任务同时会中断正在处理的任务
• TIDYING：所有任务都执行完（包含阻塞队列里面任务）当前线程池活动线程为0，将要调用terminated方法
• TERMINATED：终止状态。terminated方法调用完成以后的状态

线程池状态转换

RUNNING -> SHUTDOWN

   显式调用shutdown()方法, 或者隐式调用了finalize()方法

(RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP

   显式调用shutdownNow()方法

SHUTDOWN -> TIDYING

   当线程池和任务队列都为空的时候

STOP -> TIDYING

   当线程池为空的时候

TIDYING -> TERMINATED

   当 terminated() hook 方法执行完成时候

corePoolSize：corePoolSize –> workQueue –> maximumPoolSize。如果运行的线程少于 corePoolSize，则创建新线程来处理任务，即使线程池中的其他线程是空闲的；当线程池中的线程数量大于等于 corePoolSize 且小于 maximumPoolSize，则只有当workQueue满时才创建新的线程去处理任务；当运行的线程数量大于等于maximumPoolSize，这时如果workQueue已经满了，则通过handler所指定的策略来处理任务；一般来说都会把corePoolSize和maximumPoolSize，设置为一样，这样的话，能够减少线程创建的消耗，直接往阻塞队列中取就可以了.

如果采用无界队列，那么maximumPoolSize将会失去作用，此时一般corePoolSize和maximumPoolSize，设置为一样；

keepAliveTime：线程池维护线程所允许的空闲时间。当线程池中的线程数量大于corePoolSize的时候，如果这时没有新的任务提交，核心线程外的线程不会立即销毁，而是会等待，直到等待的时间超过了keepAliveTime；

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 首先是RUNNING状态，然后进入SHUTDOWN和STOP状态，进入SHUTDOWN和STOP状态还有去调整（处理队列任务），调整完最后进入TERMINATED状态。

ctl从11100000000000000000000000000000=-536870912开始，慢慢加1，一直越来越大，最后=111111111111111111111111=-1

worker线程数量最大2^29-1=536870911个，就不能再增加了，所以ctl的范围是(-536870912,-1)一直小于0。

当线程池状态改变时候，改变的是前3位，后29位不变，处于别的状态时候继续使用，原来是1110001101010101010（RUNNING状态），变成SHUTDWON之后ctl是0000001101010101010（SHUTDOWN态），变成STOP之后是0010001101010101010（STOP状态），变成TIDYING后是0100001101010101010（TIDYING态），变成TERMINATED后是0110001101010101010（TERMINATED态）

RUNNING值 < SHUTDOWN值 < STOP值 < TIDYING值 < TERMINATED值，大小顺序，基本符合状态的流转过程。

RUNNING值 <= RUNNING态ctl值 < SHUTDOWN值 <= SHUTDOWN态ctl值 < STOP值 <= STOP态ctl值 < TIDYING值 <= TIDYING态ctl值 < TERMINATED值 <=TERMINATED态ctl值。

每个状态的ctl值大于等于这个状态的标称值，小于下一个标称值。标称值是全0的临界值。rs后面全是0，ctl后面不是0。rs可以用=，ctl不能用=，ctl只能用大于小于。ctl和rs用大于小于判断得到的状态是一个区间值，是多个可能的值。

1.处于正常状态的ctl，ctl=111xxxxxxxx，rs=runStateOf(ctl)=RUNNING=111 0000000000000000，RUNNING<=ctl<SHUTDOWN

2.处于关闭状态的ctl，ctl=000xxxxxxxx，rs=runStateOf(ctl)=SHUTDOWN=000 0000000000000000，SHUTDOWN<=ctl<STOP

3.处于停止状态的ctl，ctl=001xxxxxxxx，rs=runStateOf(ctl)=STOP=001 0000000000000000 ，STOP<=ctl<TIDYING

4.处于调整中的ctl，ctl=010xxxxxxxx，rs=runStateOf(ctl)=TIDYING=010 0000000000000000，TIDYING<=ctl<TERMINATED

5.处于调整完毕的ctl，ctl=011xxxxxxxx，rs=runStateOf(ctl)=TERMINATED=011 0000000000000000 ，TERMINATED<=ctl<=2^31-1 

rs只能等于111 0000000000000000(RUNNING)，000 0000000000000000(SHUTDOWN)，001 0000000000000000(STOP)，010 0000000000000000(TIDYING)，011 0000000000000000(TERMINATED)

rs>=RUNNING，ctl,rs有5种状态。

rs>=SHUTDOWN，ctl,rs有4种状态。

rs>=STOP，ctl,rs有3种状态。

rs>=TIDYING，ctl,rs有2种状态。

rs>=TERMINATED，ctl,rs有1种状态。

 

ctl>=RUNNING，ctl,rs有5种状态。

ctl>=SHUTDOWN，ctl,rs有4种状态。

ctl>=STOP，ctl,rs有3种状态。

ctl>=TIDYING，ctl,rs有2种状态。

ctl>=TERMINATED，ctl,rs有1种状态。

int rs = runStateOf(c);//前3位不变，后面29位=0

//c处于RUNNING状态，c=111xxxxxxxxx,rs=111 0000000000000000(RUNNING)

//c处于SHUTDOWN状态，c=000xxxxxxxxx,rs=000 0000000000000000(SHUTDOWN)

//c处于STOP状态，c=001xxxxxxxxx,rs=001 0000000000000000(STOP)

//c处于TIDYING状态，c=010xxxxxxxxx,rs=010 0000000000000000(TIDYING)

//c处于TERMINATED状态，c=011xxxxxxxxx,rs=011 0000000000000000(TERMINATED)

正常运行小于0，SHUTDOWN=0，其他STOP,TIDYING,TERMINATED都是大于0

//C的低29位，跟00011111 11111111 11111111 11111111比较，低29位表示线程池中线程数，最大2^29-1。
    private static int workerCountOf(int c) {//对2^29取余，ctl加了多少次1，最大加2^29-1次。表示多少个worker已经在运行了。
        return c & CAPACITY;//00011111 11111111 11111111 11111111
    }


// C的高3位，高3位表示线程池的运行状态。111RUNNING：运行中，接受新任务处理队列中的任务。
//000SHUTDOWN：不接收新任务处理队列中的任务； 001STOP：不接收新任务也不处理队列中的任务还中断正在运行的任务；
//010TIDYING：所有的任务都已经终止；011TERMINATED：terminated()方法已经执行完成 
    private static int runStateOf(int c) {
        return c & ~CAPACITY;//11100000 00000000 00000000 00000000
    }