使用线程池的好处
- 降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
- 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
- 提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。
ThreadPoolExecutor 分析
ThreadPoolExecutor 继承 AbstractExecutorService，也就是实现了 ExecutorService 接口
几个重要的字段
其中 ctl 字段包含两部分信息：
- 线程池的运行状态（runState）
- 线程池内有效线程的数量（workCount）
高三位保存 runState，低 29 位保存 workCount
线程池共有五种状态：
- RUNNING
- SHUTDOWN
不接受新任务，可以继续处理阻塞队列里面的任务，当阻塞队列为空时，会减少工作线程。
- STOP
不接受新任务，也不会处理队列中的任务，会中断正在处理任务的线程。
- TIDYING
所有任务都终止，workCount = 0，进入该状态后会调用 terminate() 方法进入 TERMINATED 状态。
- TERMINATED
线程池状态的转换过程：
ThreadPoolExecutor 构造方法
- corePoolSize
核心线程数，当提交任务时，如果 workCount 小于核心线程数则创建线程来处理任务；当 workCount 大于核心线程数，小于最大线程数时，将任务放到 workQueue 队列中等待执行；当队列满了，workCount 大于核心线程数并且小于最大线程数，此时创建线程来处理任务，大于核心线程数以外的线程超过 keepAliveTime 后还没有任务处理则回收该线程；如果 队列已满且workCount 大于最大线程数，此时的用 handle 拒绝策略拒绝任务。
- maximumPoolSize
- keepAliveTime
- unit
- workQueue
- threadFactory
- handler
Execute 方法
主要的代码逻辑的流程为：
addWorker 方法
- 核心线程数判断场景：判断当前工作线程数是否小于核心线程数，如果是则添加 woker 对象，并执行任务
- 最大线程数判断场景：判断当前工作线程是否小于最大线程数，如果是则添加 worker 对象，并执行任务
Worker 类
Worker 类继承了 AQS，并且实现了 Runnable 接口。其中 firstTask 表示初始化传入的任务，thread 为初始化通过 threadFactory 创建出来的线程。因为创建线程的时候 将当前实现了 Runnable 接口的类Worker 传入，因此线程启动后，将执行 Worker 对象的 run 方法。
问题：为什么 Woker 需要继承 AQS，直接使用 ReentrantLock 可以吗？
-
lock 方法一旦获取了独占锁，表示当前线程正在执行任务中；
-
如果正在执行任务，则不应该中断线程；
-
如果该线程现在不是独占锁的状态，也就是空闲的状态，说明它没有在处理任务，这时可以对该线程进行中断；
-
线程池在执行shutdown方法或t ryTerminate 方法时会调用 interruptIdleWorkers 方法来中断空闲的线程，interruptIdleWorkers 方法会使用 tryLock 方法来判断线程池中的线程是否是空闲状态；
-
之所以设置为不可重入，是因为我们不希望任务在调用像 setCorePoolSize 这样的线程池控制方法时重新获取锁。如果使用ReentrantLock，它是可重入的，这样如果在任务中调用了如 setCorePoolSize 这类线程池控制的方法，会中断正在运行的线程。
以下是调用 interruptIdleWorkers 的方法
所以，Worker继承自AQS，用于判断线程是否空闲以及是否可以被中断。主要是看 tryAcquire 方法的实现。
runWorker 方法
总结一下runWorker方法的执行过程：
- while循环不断地通过getTask()方法获取任务；
- getTask()方法从阻塞队列中取任务；
- 如果线程池正在停止，那么要保证当前线程是中断状态，否则要保证当前线程不是中断状态；
- 调用
task.run()执行任务； - 如果task为null则跳出循环，执行processWorkerExit()方法；
- runWorker方法执行完毕，也代表着Worker中的run方法执行完毕，销毁线程。
这里的beforeExecute方法和afterExecute方法在ThreadPoolExecutor类中是空的，留给子类来实现。
completedAbruptly变量来表示在执行任务过程中是否出现了异常，在processWorkerExit方法中会对该变量的值进行判断。
getTask 方法
getTask 方法是在线程启动执行 run 方法，run 方法里面调用 Worker 类的 runWorker 方法，runWorker 方法里面线程不断的执行任务，任务的来源就是从 getTask 方法中获取。
首先会进行线程池状态判断，如果状态 >= SHUTDOWN，也就是非 Running 状态，需要进行一下判断：
- rs >= STOP，表示线程池正在 STOP（STOP 状态的线程池会中断正在处理任务的线程，不管队列里是否还有任务）
- 阻塞队列为空，表示线程池执行了 SHUTDOWN （这个状态的线程池会继续处理阻塞队列的任务）
需要注意的是 keepAliveTime 在这个方法里面起作用，当工作线程数大于核心线程数以后就需要进行超时控制。超时控制是通过阻塞队列 workQueue.poll（keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS）方法控制，核心线程数是通过 workQueue.take 一直阻塞获取任务。
processWorkerExit方法
如果上述 getTask() 方法返回为 null，则会进入该方法。该方法主要做了这么几件事：
- 将当前工作线程完成的任务数添加至线程池总得完成任务数里面
- 从 workers 列表里面移除当前工作线程
- 调用 tryTerminate() 方法
- 判断工作线程是否抛出异常，如果是直接调用 addWorker() 方法，如果不是则判断当前工作线程数是否小于核心线程数，如果是则调用 addWorker() 方法
tryTerminate 方法
主要作用就是根据线程池的状态判断是否结束线程池
当前线程池的状态为以下几种情况时，直接返回：
- RUNNING，因为还在运行中，不能停止；
- TIDYING或TERMINATED，因为线程池中已经没有正在运行的线程了；
- SHUTDOWN并且等待队列非空，这时要执行完workQueue中的task；
当线程池的状态为 SHUTDOWN 并且工作线程数不为 0，且阻塞队列里面为空的时候就会调用interruptIdleWorkers(ONLY_ONE)
shutdown 方法
shutdown 方法要将线程池切换到 SHUTDOWN 状态，并调用 interruptIdleWorkers 方法请求中断所有空闲的 worker ，最后调用 tryTerminate 尝试结束线程池。
注意：
- getTask（）方法没有加锁，run 方法里面加锁了，是为了线程在 getTask（）方法获取 take 任务阻塞的时候，可以通过线程中断机制进行中断。
- 在 shutdown 方法中，中断机制又是通过 interruptIdleWorkers 方法进行的，遍历所有工作线程，找到空闲线程，执行中断 interrupt（）方法。
interruptIdleWorkers 方法
遍历所有工作线程，找到第一个空闲线程，也就是 w.tryLock（）方法获取到锁的线程就代表该线程没有在执行任务
shutdownNow 方法
和 showdown 方法类似，差异点在于：
- 设置线程池状态为 stop；
- 中断所有工作线程，无论是否在执行任务；
- 取出阻塞队列里面未执行的任务并返回。
线程池的监控
动态线程池，以及线程池监控的实现，就是通过线程池提供的内置方法来实现的：
- getTaskCount：线程池已经执行和未执行的任务总数；
- getCompletedTaskCount：线程池已经执行完了的任务数；
- getLargestPoolSize：线程池曾经创建过得最大线程数；
- getPoolSize：线程池当前的线程数量；
- getActiveCount：当前线程池正在执行任务的线程数量。
同时，ThreadPoolExecutor 提供了多个子类实现的方法，比如 beforeExecute 方法， afterExecute 方法以及 terminated 方法，可以用于任务执行耗时统计。
补充内容-线程状态
