我们在工作中经常用到线程池，线程池（Thread Pool）是一种基于池化思想管理线程的工具。

线程的作用是处理任务，而池则是帮助我们实现资源的重复利用和管理。线程池就是帮助我们异步处理任务的工具

很多时候技术设计思想往往可以从现实中找到映射的。
将线程池比作一个外包公司，那么提交给线程池的任务则可类比为给外包的需求，线程池中的线程则是外包公司内的打工人

带着这种类比思想，我们开始了解下线程池的原理。

1、线程池的创建

corePoolSize：核心线程数（默认核心线程数不销毁，但allowCoreThreadTimeOut参数为true时也是允许销毁的）
maximumPoolSize：线程池容许的最大线程池数
keepAliveTime和TimeUnit：线程空闲的最长时间
BlockingQueue<Runnable>：存储多余任务的有限阻塞队列
ThreadFactory：创建执行任务的线程的工厂
RejectedExecutionHandler：拒绝策略

2、外包公司的运行模式

通过threadPoolExecutor.execute(runnable);执行Runnable任务

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外部将任务交付给线程池（甲方将需求交付给外包公司）

2.1、线程池内线程少于一定数量（corePoolSize），则创建线程来处理任务（每来一个任务，创建一个线程处理）

即：外包公司开始招人处理需求，人数达到一定数量后（公司认为一般情况下，这些人足以支持公司运营）

2.2、当线程总数达到指定数量（corePoolSize）后，仍有任务交付给线程池，此时线程池将任务暂存到队列（BlockingQueue<Runnable>，容量有限）中

即：甲方交付的需求过多时，外包公司则暂时将需求压下（压下的数量有限），等有人手空闲下来再处理。

2.3、队列装满之后，仍有多余任务，则类似第2步，为每个任务创建线程进行处理

即：当积压的需求超过公司承受能力时，公司开始又找人（直到到达公司人数上限）

2.4、当线程池总数量达到指定数量（maximumPoolSize）后，便不再创建。于是将多余任务进行特殊处理（拒绝策略）

即：需求再多时，外包公司已无力接手这些需求，于是拒绝这些任务（按某种方式处理这些需求，比如丢弃 或 让甲方自行处理）

3、打工人的艰辛

/**线程池内线程是以Worker的形式存在，因此总线程就是Worker集合*/
private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();

在上面的2.1和2.3中，每来一个任务，线程池创建一个线程处理

3.1、将首个要执行的任务（firstTask）和线程（thread）封装到worker对象（worker本身就是一个Runnable）中，并用thread执行worker任务。

Worker(Runnable firstTask) {
     setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker
     this.firstTask = firstTask;
     this.thread = getThreadFactory().newThread(this);
  }
  
/** Delegates main run loop to outer runWorker  */
public void run() {
      runWorker(this);
}

3.2、worker的run方法只干一件事，就是while循环执行任务
（先处理firstTask,处理完后便从队列中获取任务）。

3.3、如果没有可执行的任务，worker也就结束了，自然thread也就可以销毁了

即：打工人进入公司，从此007不归路

要么在执行任务，要么在获取任务的路上。直到确定没有可处理的任务时就结束了（打工人打工魂）

4、打工人离职的方式

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线程池的状态及变化过程：
RUNNING < SHUTDOWN < STOP < TIDYING < TERMINATED

4.1、线程池关闭时（状态变为SHUTDOWN且队列中没有了任务；或者 状态至少是STOP时），所有线程分别在完成正在执行的任务后，逐个销毁

即：公司倒闭了，所有员工完成手头任务后，纷纷离职

4.2、线程池线程总数超过maximumPoolSize后，多余的数量被所有线程CAS竞选，竞选到的则销毁

即：公司人数过多,需要优化部分名额。所有员工都可以竞选资格，竞选上的就离职了

4.3、当线程一段时间（keepAliveTime）内都没有获取到任务，且该线程可以被销毁（可以被销毁的判定条件：线程总数超过corePoolSize 或者 线程池中声明包括核心线程都可以被销毁），多余的数量被所有线程CAS竞选，竞选到的则销毁

即：公司人数超过人数下限（甚至公司声明没有人数下限）时，当有人一段时间内都没有处理业务时，此人就离职了

4.4、队列中只要仍有任务，就至少有一个线程存活；当队列没有任务时，可以容许所有线程都销毁

即：要任务时最少要留一人处理，没任务时是可以都离职的

总结

• 任务加入到线程池后
  先尝试创建核心线程来处理；
  若达到核心线程数上限，则则加入队列；
  若队列已满，则尝试创建最大线程来处理；
  若达到最大线程数，则只能按照拒绝策略处理
• 线程池中线程生命周期
  线程池伴随任务创建线程并复用线程，循环从队列中获取任务执行
  线程池销毁时机
  线程池销毁时所有线程都要销毁
  线程池中的线程数量超过上限（maximumPoolSize）时，多余销毁
  当线程空闲一段时间未处理任务，此线程要销毁（若允许销毁）
  当队列没有任务时，否则至少有一个线程存活，下限为0；

------The End------


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